Hvert lag defineres af en generel tendens i temperaturen med stigende højde:
* Troposphere: Temperaturen falder med stigende højde.
* stratosfære: Temperaturen øges med stigende højde på grund af absorptionen af ultraviolet stråling med ozonlaget.
* mesosphere: Temperaturen falder med stigende højde.
* termosfære: Temperaturen øges med stigende højde på grund af absorptionen af solstråling.
* exosphere: Temperaturen fortsætter med at stige med højden, men atmosfæren er ekstremt tynd her.
Så mens andre egenskaber som pres og densitet også ændrer sig med højde, er det temperaturprofilen Det fungerer som det primære grundlag for at definere de forskellige atmosfæriske lag.