Sipas vetive fizike, përbërjes kimike dhe proceseve e dukurive të ndryshme, atmosfera mund të ndahet në katër shtresa koncentrike: në troposferë, stratosferë, jonosferë dhe ekzosferë.
Troposfera është shtresa më e ulët, më e dendur dhe më mirë e studiuar e atmosferës. Ajo ka trashsi prej 10 deri 15 km. Kjo shtresë përmbanë 79,5% të masës së përgjithshme të ajrit në atmosferë. Temperatura në këtë shtresë bie me rritjen e lartëisë mbidetare , në qdo 0.6°C në qdo 100 m, prandaj në kufirin e epërm të kësaj shtrese janë prej 50 deri 60° nën zero.
Stratosfera është shtresa e dytë e atmosferës e cila shtrihet mbi troposferë deri në 80 km lartësi. Në stratosferë nuk ka rryma ajrore vertikale por vetëm horizontale. Ndërmjet troposferës the stratosferës shtrihet një shtresë që quhet tropopauza që ka trashësi 1 deri 3 km. Në shtresat më të ulëta të stratosferës deri 30 km temperaturat e ajrit janë rreth 55°c nën zero. Por në shtresën prej 30 deri 60 km nën veprimin e rrezeve ultravjollce të diellit bëhet zbërthimi i molekulave të oksigjenit fhe formimi i Ozonit. Kjo zonë quhet ozonosferë ku temperatura arrinë deri 80°C mbi zero.
Jonosfera shtrihet mbi 80 km deri 1200 km lartësi. Në këtë sferë ajri është mjaft i rrallë dhe përmbanë thërrmija të azotit dhe oksigjenit. Pa jonosferë radiolidhjet do të ishin të mundura vetëm në largësi deri 100 km, pasi dallohet me përqueshmëri të madhe të elekticitetit. Temperatura në jonosferë rriten deri 600- 700°C.
Ekzosfera është shtresa më e lartë e atmosferës dhe nuk ka kufij të caktuar. Ajo shtrihet në lartësi 1200 deri 3000 km. Nga kjo sferë për shkak të forcës së dobët tërheqëse të tokës, disa molekula dhe atome të gazeve mund të lëshojnë atmosferën e tokës dhe kalojnë në hapsirën ndërplanetare.