①按热状态特征 ，可分为对流层、平流层 、中间层 、热层和 外层（又称外逸层或逃逸层）。接近地面、对流运动最显著的大气区域为对流层，对流层上界称对流层顶，在赤道地区高度约17～18千米，在极地约8千米；从对流层顶 至约50千米的大气层称平流层，平流层内大气多作水平运动，对流十分微弱，臭氧层即位于这一区域内；中间层又称中层，是从平流层顶至约80千米的大气区域；热层是中间层顶至300～500千米的大气层；热层顶以上的大气层称外层大气。
②按大气成分随高度分布特征，可分为均匀层和非均匀层。均匀层是指从地面到约80千米的大气层，因其大气各成分所占的体积百分比保持不变。均匀层的平均分子量为28.966克／摩尔，为一常数。非均匀层为80千米以上的大气区域，不同大气成分所占的体积百分比随高度而变，平均分子量不再是常数。
③按大气的电离特征，可分为电离层和中性层。中性层又称非电离层 ，是指以中性成分为 主的大气层。电离层又可分为D 层、E层和F层。