La atmósfera es la capa gaseosa que rodea la tierra, compuesta principalmente por una mezcla de gases (78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y 1% de otros gases) que denominamos aire.

A estos constituyentes hay que añadir el vapor de agua concentrado en las capas más bajas, cuya cantidad depende de las condiciones climatológicas y la localización geográfica, pudiendo variar entre el 0% y el 5%.

A medida que aumenta el vapor de agua, los demás gases disminuyen proporcionalmente. Este elemento gaseoso que denominamos aire, tiene muchas propiedades importantes, pero para poder explicar porque vuela un avión, en este momento interesa centrarse en las características básicas que definen su comportamiento como fluido: presión, temperatura y densidad.

Estos tres conceptos están intimamente relacionados y afectan de forma muy importante al vuelo.

Se define como presión a la cantidad de fuerza aplicada por unidad de superficie. De acuerdo con esta definición, presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre una unidad de superficie, fuerza que se debe al peso del aire contenido en una columna imaginaria que tiene como base dicha unidad.

La altura de esta columna y por tanto el peso del aire que contiene, depende del lugar en que nos encontremos. A nivel del mar la columna que tenemos encima es mayor que en la cumbre del Aneto, la cual es a su vez mayor que la que tendriamos en la cima del Everest.

Esta circunstancia indica que una primera cualidad del aire es que la presión decrece con la altura, "a mayor altura menor presión".

La magnitud de este decrecimiento es de 1 milibar por cada 9 metros de altura, o 1 pulgada por cada 1000 pies aprox. (1 mb por cada 9 mts. o 1" por cada 1000 ft).

Debido precisamente a esta propiedad, los aviones que vuelan por encima de una altitud determinada deben estar provistos de sistemas de presurización de la cabina de pasajeros.

El calor del sol atraviesa la atmósfera sin elevar significativamente su temperatura, pero la Tierra sin embargo absorbe este calor, eleva su temperatura, y la cede gradualmente a las capas de aire en contacto con ella. En este ciclo continuo, cuanto más alejadas están las capas de aire de la tierra menos calor reciben de ésta.

Debido a esto, una segunda cualidad del aire es que la temperatura disminuye con la altura, "a mayor altura menor temperatura".

La magnitud de este decrecimiento es de aproximadamente 6,5ºC cada 1000 metros, o lo que es igual 1,98ºC cada 1000 pies. Estas magnitudes son validas hasta una altura de 11000 mts. o 36.090 pies a partir de la cual la temperatura se considera constante a -56,5ºC.

La densidad de cualquier cuerpo sea sólido, líquido o gaseoso expresa la cantidad de masa del mismo por unidad de volumen (d=m/v).

Esta propiedad en el aire es en principio mal asimilada por poco intuitiva, pues es cierto que la densidad del aire es poca si la comparamos con la del agua, pero es precisamente esta diferencia lo que hace el vuelo posible.

La atmósfera tipo o atmósfera estándar, conocida como atmósfera ISA (International Standard Atmosphere), es una atmósfera hipotética basada en medidas climatológicas medias, cuyas constantes más importantes son:

Unos valores en superficie al nivel del mar de:

• Temperatura: 15ºC (59ºF).
• Presión: 760 mm o 29,92" de columna de mercurio, equivalentes a 1013,25 mb por cm².
• Densidad: 1,325 kg. por m³.
• Aceleración debido a la gravedad: 9,8 ms/segundo².
• Velocidad del sonido: 340,29 ms/segundo.
• Un gradiente térmico de 1,98ºC por cada 1000 pies o 6,5ºC por cada 1000 mts.
• Un descenso de presión de 1" por cada 1000 pies, o 1 mb por cada 9 metros, o 110 mb por cada 1000 mts.

Esta atmósfera tipo definida por la OACI sirve como patrón de referencia, pero muy raramente un piloto tendrá ocasión de volar en esta atmósfera estándar.