對流層（troposphere）是地球大氣圈中最底部的一層，與地面相接，上至平流層，以空氣垂直對流旺盛為最顯著特點。對流層上界隨緯度、季節而變化，平均11~12千米。就緯度而言，低緯度地區上界平均為17~18千米，中緯地區10~12千米，高緯地區僅8~9千米；就季節而言，夏季厚冬季薄，在中緯地區尤甚。

對流層集中了整個大氣層約75%的質量，以及90%以上的水汽及雜質，是密度最高的一層。對流層的直接熱源主要是地面，故氣溫隨高度升高而降低（平均每上升1km氣溫下降6.5℃），這種特徵也有利於對流的產生。對流運動配合水汽產生了千變萬化的天氣現象，幾乎所有天氣現象均發生於對流層，故而該層也是和人類乃至所有生物生存關係最密切的一層。儘管顯著性遠不如垂直方向，但對流層的水平方向氣象要素仍明顯分布不均，有大量不同性質的氣團，以及氣團間形成的鋒面。

對流層頂部與平流層的過渡區為對流層頂，有數百米至一兩千米的厚度，此處大氣溫度隨高度上升而下降的趨勢減少乃至不再下降或有所上升，平均氣溫在低緯地區約-83℃，高緯地區-53℃。對流層頂能很大程度阻擋垂直氣流，是一個深厚的對流阻滯層。對流層頂聚集了對流層內上升的水汽、雜質，能見度較低。