지구 표면에서 멀어질수록 주요 열원인 태양으로부터 멀어지기 때문에 온도가 낮아집니다. 지구의 대기는 담요 역할을 하여 태양으로부터의 열을 가두어 지구 표면을 따뜻하게 합니다. 지표면에서 멀어질수록 대기권 상공으로 이동하면 공기의 밀도가 낮아지고 열을 덜 포함하게 되어 온도가 낮아집니다.
또한 고도에 따른 온도 감소는 대기권 상공으로 올라갈수록 대기압이 감소하기 때문이기도 합니다. 고도가 높을수록 기압이 낮아져 기온이 낮아집니다. 이 때문에 산 정상이나 높은 고도를 비행하는 항공기 안과 같이 고도가 높은 곳의 기온이 지표면에 비해 훨씬 낮은 경우가 많습니다.