對流層，是指最接近地球表面的一層大氣，也是大氣的最下層，密度最大，所包含的空氣質量幾乎佔整個大氣質量的75%，以及幾乎所有的水蒸氣及氣溶膠。對流層由於受到地面森林、湖泊、草原、海灘、山嶺等不同地形的影響，受日光照射而引起的氣温的變化，因而造成垂直方向和水平方向的風，即空氣發生大量的對流現象，故稱為對流層。
其下界與地面相接，上界高度隨地理緯度和季節而變化，它的高度因緯度而不同，在低緯度地區平均高度為17~18千米，在中緯度地區平均為10~12千米，極地平均為8~9千米。
例如：我國北京地區，對流層的高度約為11千米，廣州地區對流層的高度增加到約16千米，而在東北地區則下降到10千米。並且夏季高於冬季。甚至同一地區同一天，對流層的高度也會隨早、中、晚的變化而變化。對流層從地球表面開始向高空伸展，直至對流層頂，即平流層的起點為止。
在高緯度的地區，因為地表的摩擦力會影響氣流，形成了一個平均厚2千米的行星邊界層。這一層的形成主要依靠地形而有所不同，而且亦會被逆流層的分隔而與對流層的其他部分分開。 在對流層裏空氣可以有上下的流動，雷雨、濃霧、風切變等天氣現象都發生在這一層。
正因對流層是大氣層中湍流最多的一層，噴射客機大多會飛越此層頂部（即對流層頂）用以避開影響飛行安全的氣流。在宇宙中恆星也有對流層，太陽內部能量向外傳播除輻射，還有對流過程。輻射區的外圍温度下降得很快，再加上太陽表面的輻射損失變大，使得上下温差也隨之變大，這就形成了以湍流為主的強烈對流層。
這一層氣體性質變化很大，很不穩定。在對流層內，可進一步根據對流層中大氣的運動狀態、温度的垂直變化特點和天氣現象的變化特徵，將對流層分為以下三層：（1）下層：下層又稱擾動層或摩擦層。其範圍一般是自地面到2千米高度。
隨季節和晝夜的不同，下層的範圍也有一些變動，一般是夏季高於冬季，白天高於夜間。在這層裏氣流受地面的摩擦作用的影響較大，湍流交換作用特別強盛，通常，隨着高度的增加，風速增大，風向偏轉。這層受地面熱力作用的影響，氣温亦有明顯的日變化。由於本層的水汽、塵粒含量較多，因而，低雲、霧、浮塵等出現頻繁。
（2）中層：中層的底界在摩擦層頂，上層高度約為6千米。中層由於摩擦作用的減弱，亂流運動減少，平流運動增強， 受地面影響比摩擦層小得多，大氣的運動規律顯得較簡單清楚，氣流狀況基本上可表徵整個對流層空氣運動的趨勢。大氣中主要的天氣現象如雲和降水大都產生在這一層內。
