La couche inférieure de l'atmosphère est la troposphère. C'est dans cette couche que se situent les paramètres qui constituent le "temps", météorologiquement parlant. La tropopause forme la séparation avec la stratosphère située au-dessus.
La troposphère est la couche la plus basse de notre atmosphère. Le rayonnement solaire qui arrive au sol est absorbé et réchauffe la planète. Cette chaleur est à son tour transmise à la couche d'air située directement au-dessus du sol. Par le biais d'échanges turbulents et de convection, cette chaleur atteint les couches d'air situées plus haut.
La pression atmosphérique diminue avec l'altitude, car la colonne d'air située au-dessus devient de plus en plus petite et exerce donc une pression plus faible sur le paquet d'air qui se trouve directement en dessous.
Il s’ensuit qu’un paquet d'air ascendant (par convection) se dilate peu à peu en raison de la diminution de la pression atmosphérique avec l'altitude. Cette expansion nécessite de l'énergie, qui est puisée dans la chaleur transportée. Le paquet d'air ascendant se refroidit donc tout en se dilatant. (Diminution de la température avec l’altitude). Ceci permet d'expliquer le gradient vertical décroissant de la température de la troposphère.
La diminution de la température ne s'étend pas au-delà de l’altitude de la convection. La troposphère est plus haute (environ 18 km) dans les régions les plus chaudes (à l'équateur) qu'au-dessus des pôles (environ 13 km). Il est en outre évident que les saisons ont une influence sur la hauteur de la troposphère.
La troposphère contient presque toute l'eau de l'atmosphère et environ les trois quarts de la masse totale. C'est donc dans cette couche atmosphérique que se déroulent tous les processus météorologiques définis par la masse et la vapeur d'eau, comme par exemple les zones de haute et basse pression ou la formation des nuages et les précipitations. En d'autres termes, c'est ici que se produit le temps, météorologiquement parlant.
La tropopause représente la limite supérieure de la troposphère et la transition vers la stratosphère. La baisse de la température troposphérique avec l'altitude ne se poursuit plus à ce niveau. En moyenne, la température de la tropopause est d'environ -56 °C. Selon la région et la saison, elle varie dans une fourchette de -80 à -50 °C.