Температура повітря може змінюватися не лише завдяки його нагріванню чи охолодженню від земної поверхні, або в результаті засвоєння чи випромінювання радіації. Вона часто також змінюється завдяки адіабатичним процесам. Адіабатичними називаються процеси, які відбуваються без обміну теплом з навколишнім середовищем, тобто без обміну теплом із земною поверхнею, найближчими шарами атмосфери чи космічним середовищем. В атмосфері дійсно часто діють процеси, близькі до адіабатичних.
Якщо деякий об’єм повітря переноситься угору, то він потрапляє в шари з меншим атмосферним тиском і розширюється. На роботу розширення витрачається внутрішня енергія об’єму повітря. А внутрішня енергія пропорційна його абсолютній температурі. Тому температура повітря знижується. При опусканні повітря потрапляє в шари з більшим атмосферним тиском, воно стискається, робота зовнішніх сил переходить до внутрішньої енергії об’єму повітря і його температура підвищується, тобто збільшується швидкість руху молекул.
У дійсності в атмосфері чисто адіабатичних процесів не буває. Ніякий об’єм повітря не може бути повністю ізольованим від теплового впливу навколишнього середовища. Але коли атмосферний процес відбувається досить швидко, то його із достатнім наближенням вважають адіабатичним. Залежно від вмісту водяної пари у повітрі процеси поділяють на сухоадіабатичні та вологоадіабатичні.