Air terdapat di atmosfer dalam tiga bentuk: dalam bentuk uap yang tak kasat mata, dalam bentuk butir cairan dan hablur es. Kedua bentuk yang terakhir merupakan curahan yang kelihatan, yakni hujan, hujan es, dan salju.
Atmofer membungkus bumi dengan lapisan-lapisan yang jelas batas-batasnya. Lapisan yang pertama dan yang paling bawah adalah troposfer. Tebal troposfer berkisar dari delapan kilometer di kutub sampai 16 km di khatulistiwa. Udara troposfer merupakah ketel pemasak cuaca bumi. Di dalam troposfer udara lembab yang dipanasi oleh tanah di bawahnya menggelembung ke atas di khatulistiwa, dan menciptakan aliran besar udara ke atas di daerah tropik. Jauh di sebelah utara, massa udara dingin dan kering turun ke bumi. Angin horisontal menderu melintasi padang salju dengan kecepatan tinggi. Suhu permukaan yang berkisar dari 38 derajat celcius di atas samudera dan gurun pasir sampai minus 73 derajat celcius di kutub menciptakan adukan dalam atmosfer dan menentukan cuaca beserta polanya di seluruh dunia. Di dalam troposfer suhu turun dengan bertambahnya ketinggian dari muka bumi atau dengan bertambahnya jarak dari sumber panas atmosfer, yakni bumi yang dipanasi matahari. Rata-rata suhu turun sebanyak dua derajat setiap kenaikan 305 meter.
Selain matahari, geometri bumi dan atmosfer, msih ada faktor terakhir yang mempengaruhi cuaca. Faktor ini adalah bentuk-bentuk geofisik permukaan bumi, seperti misalnya pegunungan, samudera, benua, lembah atau danau. Bagaimana cuaca di suatu daerah pada hari ini atau pada bulan yang akan datang itu sangat bergantung kepada bentuk permukaan daerah tersebut.
Daratan, misalnya lebih cepat mengumpulkan panas dan juga lebih cepat kehilangan panas dibandingkan dengan perairan. Karena air menahan panas lebih lama daripada tanah, orang yang berdiam dekat pantai atau dekat danau besar di pedalaman mengalami musim panas yang lebih sejuk dan musim dingin yang relatif lebih ringan bila dibandingkan dengan mereka yang bertempat tinggal juh dari danau atau lautan. Akibat lainnya ialah angin laut sejuk yang bertiup dari perairan pada siang hari, dan angin darat yang bertiup dari daratan pada malam hari. Hal itu merupakan ciri utama pola cuaca pesisir, khususnya di daerah tropik.
