În aspectul caracterelor fizico-chimice, atmosfera are o structură neomogenă, ceea ce a permis împărţirea ei în mai multe straturi. În ordinea de la suprafaţa solului spre înălţime, aceste straturi sunt următoarele: homosfera, heterosfera şi exosfera.

Homosfera se caracterizează prin omogenitatea compoziţiei chimice şi se divizează, la rândul ei, în troposferă, stratosfera şi mezosferă.

Troposfera se întinde până la aproximativ 10-17 km de la suprafaţa solului. Acest strat cuprinde 3/4 din masa aerului şi 90% din vaporii de apă. Troposfera este zona în care factorii fizici prezintă variaţii mari în urma cărora, se formează fenomenele meteorologice - deplasări ale maselor de aer, formarea norilor, precipitaţiilor etc; iar temperatura şi presiunea scad proporţional cu altitudinea.

Troposfera este urmată de o zonă atmosferică (1,5 km) numită tropopauză.

Stratosfera începe de la tropopauză şi se întinde până la altitudinea de 50 km. Se caracterizează prin:
- creşterea temperaturii aerului în raport cu înălţimea;
- conţine un strat de azot format de acţiunea razelor ultraviolete, care protejează suprafaţa pământului de acţiunea razelor ultraviolete;
- presiunea atmosferică este în continuă scădere;
- vaporii de apă lipsesc.

În corespundere cu unele clasificări mai noi, stratosfera poartă denumirea şi de chemosferă, din cauza că aerul este format din elemente sub formă moleculară.

Stratosfera continuă cu o zonă îngustă, denumita stratopauză.

Mezosfera reprezintă zona situată deasupra stratopauzei şi se întinde până la înălţimea de aproximativ 100 km. Acest strat se caracterizează prin:
- scăderea progresivă a temperaturii până la 70-80°C.
- creşterea rarefierii aerului;
- scăderea presiunii atmosferice;
- capacitatea de a propaga undele radioelectrice.

Mezosfera continuă cu o zonă de tranziţie numită mezopauză.

Apoi urmează heterosfera - un strat care începe de la mezopauză şi se întinde până la 2000 km. Se caracterizează prin:
- creşterea temperaturii până la înălţimea de 1000-1200 km (termosfera);
- scăderea presiunii, datorită rarefierii aerului,
- elementele atmosferice se află sub formă de ioni (ionosferă).

După unele clasificări, mai departe este exosfera - până la 3000 km, apoi magnetosfera - până la 5000 km.
Dintre toate zonele atmosferei troposfera are influenţa cea mai mare asupra organismului.

Troposfera acţionează asupra organismului sub următoarele aspecte:
1. Prin componenţii săi chimici intervine în procesul de respiraţie, realizând schimbul de gaze dintre organism şi mediu. Organismul uman ventilează o cantitate mare de aer. Se ştie că în repaos cu o frecvenţă respiratorie normală de 16-20 respiraţii/min şi cu un volum respirator de 0,4-0,6 1 de aer la fiecare inspiraţie sau expiraţie, se realizează o ventilaţie pulmonară de 8-10 l/min sau 400-600 l/oră. În condiţii metabolice mai crescute, la efort fizic, ventilaţia pulmonară se majorează.

2. Prin proprietăţile fizice, aerul influenţează procesul de termoreglare din organism.

3. În condiţii de poluare, aerul constituie calea de introducere în organism a unor agenţi chimici, fizici sau biologici cu efecte nocive.

4. Unii factori fizici din atmosferă determină particularităţile climaterice ale diferitelor zone geografice, care acţionează în mod indirect asupra organismului uman.

Aerul atmosferic se caracterizează printr-o serie de fenomene şi procese fizice care acţionează permanent asupra organismului. Aceste fenomene sunt denumite factori fizici ai aerului.

Aceşti factori fizici sunt: temperatura, umiditatea, presiunea atmosferică, fenomenele electrice, aeroionizarea, câmpul magnetic etc.