Tầng đối lưu cung cấp một số lợi ích quan trọng: nó giữ gần như tất cả hơi nước trong khí quyển Trái đất, điều chỉnh nhiệt độ và tạo ra thời tiết. Tầng đối lưu tạo thành tầng thấp nhất của khí quyển Trái đất, kéo dài xuống bề mặt Trái đất. Lớp này cũng có trọng lượng nặng nhất trong tất cả các lớp khí quyển Trái đất, chiếm khoảng 75% tổng trọng lượng khí quyển.
Tầng đối lưu khác nhau về độ dày và chiều cao trên khắp thế giới. Ở điểm cao nhất, tầng đối lưu kéo dài 12 dặm lên không trung. Ở điểm thấp nhất, lớp này cao hơn mực nước biển 4 dặm. Không phụ thuộc vào độ cao, tầng đối lưu tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều chỉnh nhiệt độ và hình thành mây. Nó chứa nhiệt độ cao nhất gần với cơ sở của nó hơn; những nhiệt độ ấm áp này giúp tầng đối lưu giữ lại hơi nước, hơi nước giải phóng dưới dạng kết tủa.
Tầng đối lưu cũng đóng vai trò là điểm khởi đầu cho chu trình nước của Trái đất. Quá trình này bắt đầu khi mặt trời kéo nước vào khí quyển thông qua quá trình bốc hơi. Sau đó, nước nguội đi và ngưng tụ lại, tạo thành những đám mây. Các đám mây lưu trữ các hạt nước, chúng giải phóng dưới dạng mưa, mưa đá hoặc tuyết tùy thuộc vào thời gian trong năm và khu vực. Tầng đối lưu cũng giữ các khí, chẳng hạn như carbon dioxide và nitơ. Sự tích tụ quá mức của các chất này sẽ tạo ra các vấn đề về môi trường, chẳng hạn như khói bụi và ô nhiễm không khí.