Атмосфера является газообразной оболочкой Земли. Она состоит из трех слоев — тропосферы, стратосферы и ионосферы и распространяется на высоту в несколько тысяч километров. Согласно исследованиям с помощью высотных ракет, состав атмосферы до высоты 100 км изменяется незначительно. Исключение составляют водяной пар, сконцентрированный преимущественно вблизи земной поверхности, и озон, который существует в виде слоя на большой высоте.
Самый нижний слой атмосферы — тропосфера, имеет максимальную высоту у экватора (до 17 км) и минимальную — у полюсов (7—10 км). В тропосфере содержится до 90% массы атмосферы и почти весь водяной пар. Газовый состав (воздух) тропосферы следующий: 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона и около 0,03% углекислого газа. На долю других газов (водорода, неона, гелия, криптона, ксенона и т.п.) приходится не более 0,01%.
Температура воздуха у поверхности Земли зависит от широты местности и различных климатических условий — удаленности от океана, морских и воздушных течений, высоты местности и т.п. С высотой происходит постепенное понижение температуры в среднем на 0,5—0,6°С на каждые 100 м. Так, на высоте 10 км температура воздуха ниже -50°С.
В интервале высот от 7— 12 до 80 км от поверхности Земли расположена стратосфера. Масса ее составляет менее 10 % массы атмосферы. Стратосфера содержит слой озона, поглощающего ультрафиолетовое солнечное излучение. Благодаря присутствию этого слоя уже в нижних частях стратосферы начинается повышение температуры и на высоте около 60 км она достигает 75 °С. Далее следует слой, где наблюдается полное отсутствие озона, вследствие чего температура на высоте 80 км понижается до -90°С. Выше этого слоя температура начинает повышаться.
Ионосфера состоит не менее чем из четырех различных слоев, располагающихся на высоте от 80 до 400 км от поверхности Земли и характеризующихся большой концентрацией свободных электронов, ионизированных атомов и молекул. Выше последнего слоя плотность электронов постепенно уменьшается. Слои ионосферы обладают свойством отражать короткие радиоволны. Газы ионосферы сильно разрежены, так как они находятся в атомном, а не в молекулярном состоянии. Температура ионосферы возрастает с высотой: на высоте 200 км от поверхности Земли она достигает 600—700°С,
а на высоте 11 000 км — 4000 °С, что объясняется интенсивным поглощением азотом и кислородом ультрафиолетовых лучей. Однако в силу особого физического состояния ионосферы тела в ней не нагреваются.
Гидросфера является водной оболочкой Земли. Она включает воды океанов, морей, болот и т.п. Площадь, занятая водой, составляет более 70% всей поверхности Земли. Подавляющая часть гидросферы приходится на долю океанов и морей. Средняя глубина гидросферы 3,75 км. Однако в более глубоких океанских впадинах (например, в Марианской впадине в Тихом океане) толща воды достигает II км.
Воды океанов и морей содержат в среднем 35 г солей в I л, а пресные воды суши — 1 г. Среди солей в морской воде преобладает хлористый натрий (78%), остальную их часть составляют хлористый и сернокислый магний, сернокислый, хлористый и углекислый кальций. И в менее значительных количествах в них содержатся: кремнезем, бром, йод, марганец, свинец и золото, а также газы — кислород, углекислый газ, аммиак и сероводород.