La troposfera es la capa más baja de la atmósfera terrestre, extendiéndose desde la superficie hasta una altitud de 8-10 km en los polos y 16-18 km en los trópicos (media ~12 km). Es la capa donde se produce toda la meteorología: nubes, precipitación, viento, tormentas, frentes, huracanes — todo lo que llamamos «tiempo atmosférico» ocurre en esta delgada envoltura.
Contiene el 80 % de la masa de la atmósfera y prácticamente todo el vapor de agua. La temperatura disminuye con la altitud a una tasa media de 6,5 °C/km (gradiente térmico vertical), lo que es la causa de que haga frío en la montaña. Esta disminución facilita la convección: el aire caliente de la superficie sube, se enfría, forma nubes y precipita. Las excepciones a este gradiente se llaman inversiones térmicas.
El límite superior de la troposfera es la tropopausa, una zona de transición donde la temperatura deja de disminuir y se estabiliza. Los cumulonimbus más potentes alcanzan la tropopausa, donde se extienden horizontalmente formando el yunque. Por encima está la estratosfera, donde se encuentra la capa de ozono. El jet stream circula en la parte alta de la troposfera, justo bajo la tropopausa. La composición de la troposfera (78 % N₂, 21 % O₂, 1 % argón + gases traza) es homogénea excepto por el vapor de agua, que se concentra en los niveles bajos.