Mật độ không khí là khối lượng không khí trên một đơn vị thể tích mà nó chiếm và nó được biểu thị bằng kilôgam trên mét khối khi sử dụng hệ mét. Trong khí quyển tự do, mật độ không khí giảm khi nhiệt độ tăng hoặc khi không khí ẩm. Tuy nhiên, mật độ không khí tăng lên khi áp suất tăng.
Vì áp suất không khí giảm khi độ cao tăng, mật độ không khí ít hơn ở độ cao lớn hơn và lượng oxy có sẵn trong không khí cũng ít hơn. Hiệu ứng này có thể được cảm nhận khi leo núi hoặc khi ở trong máy bay đang đi lên. Sự khác biệt về mật độ không khí bên trong máy bay không được hành khách cảm nhận nhiều do không khí có áp suất bên trong máy bay.