Bầu khí quyển trở nên ít đặc hơn khi độ cao tăng lên vì có ít trọng lượng hơn trên các phân tử không khí, làm cho chúng ít bị nén hơn. Không khí ở độ cao thấp hơn đặc hơn vì nó bị ép xuống bởi trọng lượng của tất cả các phân tử không khí trên. Ngoài ra, các phân tử không khí càng xa Trái đất, chúng càng có trọng lượng ít hơn do lực hấp dẫn thấp hơn.
Ở độ cao lớn hơn, ít phân tử có trong không khí hơn, theo Altitude.org. Có ít phân tử oxy hơn, khiến việc thở khó khăn hơn. Trên thực tế, máy bay bay ở độ cao lớn đến mức chúng cần được tạo áp suất nhân tạo để hành khách có thể thở được.
Mật độ khí quyển không chỉ phụ thuộc vào độ cao mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ và thời tiết. Không khí ấm ít đặc hơn không khí mát bởi vì khi bị đốt nóng, các nguyên tử trong phân tử không khí trở nên hoạt động hơn và chiếm nhiều không gian hơn. Thời tiết tạo ra hệ thống áp suất cao hoặc thấp cũng ảnh hưởng đến mật độ của không khí. Hơi nước làm giảm tỷ trọng của không khí vì các phân tử nước chiếm không gian mà nitơ và oxy thường chiếm, và trọng lượng của nước ở trạng thái khí nhẹ hơn trọng lượng của các nguyên tử nitơ và oxy tương đương.
