Capa d'aire que envolta la Terra.

Està formada per un conjunt de subcapes amb diferents característiques: troposfera, estratosfera, mesosfera i termosfera. Més enllà s'estén la capa anomenada exosfera. La línia de Kármán, a uns 100 km per sobre de la superfície terrestre, i a la termosfera inferior, és considerada freqüentment com la frontera entre l'atmosfera i l'espai exterior des d'un punt de vista aeronàutic. L'atmosfera és menys densa com més gran és la distància respecte de la superfície de la Terra, fet que no permet definir-ne l'acabament, tot i que el límit de 10000 km sol ser generalment acceptat.

L'atmosfera és alhora objecte d'estudi de la teledetecció (fenòmens meteorològics, clima, alteracions en la seva composició, etc.), medi de sustentació de plataformes (avions, etc.) i agent de distorsió/interacció de la irradiància del Sol i dels sensors actius, així com de la radiància captada pels sensors (vegeu finestra atmosfèrica, absorció atmosfèrica, dispersió atmosfèrica, emissió atmosfèrica i correcció atmosfèrica).

En l'atmosfera terrestre es poden diferenciar dues regions amb diferent composició: l'homosfera i l'heterosfera.
-L'homosfera ocupa els 100 km inferiors i té una composició força constant i uniforme, tot i que varia en altitud, formada principalment per nitrogen (78.08% en volum), oxigen (20.95%), argó (0.93%) i diòxid de carboni (0.038%), amb traces d'altres gasos com neó (18.18 ppm), heli (5.24 ppm), metà (1.79 ppm), criptó (1.14 ppm), hidrogen (0.55 ppm), òxid de nitrogen (0.3 ppm), monòxid de carboni (0.1 ppm), xenó (0.09 ppm), ozó (0.00 a 0.07 ppm), diòxid de nitrogen (0.02 ppm), iode (0.01 ppm) i vapor d'aigua (amb un percentatge variable, típicament entre 1 i 4 % prop de la superfície terrestre i a l'entorn del 0.40 % sobre el total de l'atmosfera).
- L'heterosfera s'estén des dels 100 km fins al límit superior de l'atmosfera i està estratificada, és a dir, formada per diverses capes, amb composició diferent: una capa de nitrogen molecular, entre 100 i 400 km; una capa d'oxigen atòmic, entre 400 i 1100 km; una capa d'heli, entre 1100 i 3500 km, i una capa d'hidrogen, entre 3500 i 10000 km.

Tres quartes parts de la massa de l'atmosfera es troben en els 11 primers km.