地球大氣層的垂直結構由下而上可分為對流層、平流層、中間層、游離層及外氣層。平流層在對流層之上，大概離地面7,000米至50,000米的範圍，飛機高空飛行可到底部，亦是大氣層中氣溫上熱下冷的一層。
上下沒有對流
平流層底部氣溫約為-57.15℃，但到達20,000至32,000米高度，反而升高至-3.15℃至16.85℃，與地表氣溫相近。氣溫變化特徵與存在大量臭氧有關，臭氧吸收紫外線後升溫，頂部臭氧越多，因此溫度越高。由於上熱下冷的特質，亦使大氣垂直運動較弱，上下沒有對流，氣流較平穩，飛機在此飛行亦較穩定。
人類在噴霧劑、冷卻劑及溶劑中大量使用氯氟烴（簡稱CFCs），一直存在環境中不易分解，飄到平流層發生連串鏈鎖反應，最終使平流層中的臭氧受損。
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