Hầu hết tất cả thời tiết trải qua trên bề mặt Trái đất là kết quả của những gì đang xảy ra trong tầng đối lưu, là lớp thấp nhất của khí quyển. Tăng lên mức từ 4 đến 12 dặm so với Trái đất bề mặt, tầng đối lưu chứa 75 đến 80 phần trăm toàn bộ khối lượng của khí quyển. Gần như tất cả các hạt bụi và hơi nước của khí quyển đều nằm trong tầng đối lưu, dẫn đến lớp này cũng chứa nhiều mây nhất.
Hơi nước đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra thời tiết. Áp suất không khí, nhiệt độ và nồng độ của các hạt trong tầng đối lưu cũng thúc đẩy các kiểu thời tiết. Các hạt trong tầng đối lưu thực sự bao gồm nhiều thứ hơn là bụi. Ô nhiễm, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, phấn hoa, bào tử và phun trào núi lửa là một số nguồn gốc của các hạt tập trung trong tầng đối lưu.
Nhiệt độ trong tầng đối lưu là kết quả của nhiệt ban đầu được hấp thụ từ ánh sáng mặt trời tỏa ra từ mặt đất. Khi không khí được đốt nóng, nó nở ra và làm giảm áp suất không khí. Không khí bị đốt nóng cũng bay lên và gây ra chuyển động của các khối khí. Các hệ thống áp suất khác nhau, chuyển động của chúng và sự tương tác của chúng với nhau kết hợp với các mức độ ẩm khác nhau để tạo ra nhiều kiểu thời tiết xảy ra trong tầng đối lưu.
