地球大氣層，又稱大氣圈，因地球重力關係而圍繞著地球的一層混合氣體，是地球最外部的气体圈层，包围着海洋和陆地，大气圈没有确切的上界，在离地表2000-16000公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子，在地下、土壤和某些岩石中也会有少量氣體，它们也可認為是大气圈的一個組成部分，地球大气的主要成分為氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體，這些混合氣體被稱為空氣，地球大气圈气体的总质量约为5.136×10²¹克，相当于地球总质量的百万分之0.86，由于地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面100公里的高度范围内，其中75%的大气又集中在地面至10公里高度的对流层范围内，根据大气温度垂直分布和运动特征，在对流层之上还可分为平流层、中間層、外氣層等。大氣層保護地表生物避免太陽輻射直接照射，尤其是紫外線；也可以減少一天當中白天的和黑夜的極端溫差的出現。

大氣層分層描述的大氣的結構，將其劃分為不同的層，每一個層具有特定的特性，例如溫度或成分。大氣的質量約為5×10¹⁸千克，其中四分之三是在大約11公里高（6.8英里, 36,000英尺）之内的表面。隨著海拔高度的增加，大氣變得越來越稀薄，大氣層和外層空間之間沒有明確的邊界。 120公里（75英里）之处是航天器再入大氣層過程中有可以引人注目的高空大氣的影響。卡門線位于100 km（62 mi），也經常被視為大氣層和外層空間之間的邊界。

空氣的名稱是給用于呼吸和光合作用的大氣層。不同的大氣分層的空氣含量和大氣壓力是變化的，目前唯一已知的被發現的適合陸生植物和動物生存的空气是在地球對流層和人工環境空氣。

乾燥的空氣中含有大約（按體積計）78.09％的氮，20.95％的氧，0.93％的氬氣，0.039％的二氧化碳，和少量的其他氣體，通常被稱為痕量氣體，其中包括溫室氣體，例如水蒸汽，二氧化碳，甲烷，一氧化二氮，和臭氧。空氣還包含變化的平均值在1％左右的水蒸汽。過濾後的空氣包括許多微量的其他化學物質。許多微量天然物質可能是存在於一個未經過濾的空氣樣本中，包括灰塵，花粉和孢子，浪花，和火山灰。各種工業污染物也有可能存在，如氯（元素或化合物），氟化物，元素汞和硫的化合物，如二氧化硫[SO₂]。

在一般情況下，随着海拔高度的增加，在大氣中的空氣的壓力和密度降低。然而，溫度隨海拔高度的一個更複雜的設定。因為在此設定中的一般模式是恆定的，通過氣球探測手段可以識別，溫度提供區分大氣層提供了一個有用的指標。在這種方式中，地球的大氣層可以分為五個主要層。从低層到高層，大氣層垂直結構大致可分為對流層、平流層、中間層、游離層及外氣層。