Den gas, der er mest variabel i troposfæren, er vanddamp. Mængden af vanddamp i troposfæren kan variere meget fra sted til sted og over tid. Det kan variere fra et par procent nær Jordens overflade til næsten mætning i nogle områder. Denne variation skyldes, at vanddamp konstant fordampes fra Jordens overflade og ind i atmosfæren, for derefter at kondensere tilbage til flydende vand i form af skyer og nedbør. Mængden af vanddamp i luften kan have en væsentlig indflydelse på vejret, såvel som på Jordens klima. For eksempel kan høje niveauer af vanddamp i atmosfæren føre til øget skydække og nedbør, mens lave niveauer af vanddamp kan føre til tørkeforhold.