在低层大气中，气温是随高度的增加而降低的，但有时在某些层次可能出现相反的情况，气温随高度的增加而升高，这就形成了逆温层。逆温现象最常出现在冬春时节的早晨或傍晚。

在逆温层中，较暖而轻的空气位于较冷而重的空气上面，形成一种极其稳定的空气层，就象一个锅盖一样，笼罩在近地层的上空，严重地阻碍着空气的对流运动。