通常来说，人们会用大气的温度数值大小来反映大气的冷热程度。而大气的温度就简称为气温。我国用摄氏温标，以℃表示，读做”摄氏度“。
大气层的不同高度，气温也是不同的。我们通常所说的气温，是指气象台、气象站测定的气温，也就是指离地面1.5米高度的空气温度。
温标：温度是表征物体冷热程度的物理量。微观上来说，温标是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺就叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。
温度没有高极点，只有理论低极点”绝对零度“。而事实上，”绝对零度“是无法通过有限步骤达到的。目前，国际上用得较多的温标有摄氏温标（℃）、华氏温标（℉）、热力学温标（K）和国际实用温标。
气温的高低在国际上规定用摄氏温标来表示。所谓摄氏温标，就是指用玻璃水银标度的温标。这种温标的0℃代表冰的熔点，100℃为水的沸点。
平均气温：指某一段时间内，各次观测的气温值的算术平均值。根据计算时间长短不同，可有某日平均气温、某月平均气温和某年平均气温等。
（1）某日平均气温：某一天的最高气温和最低气温的平均值；
（2）某月平均气温：某一月的多日平均气温的平均值；
（3）某年平均气温：将今年的多日平均气温（或多月平均气温）的平均值。
极端气温：极端气温也叫绝对气温，是指历年中给定时段（如某日、月、年）内所出现的气温极端值。可分为极端最低气温和极端最高气温。
（1）中国的极端最高和最低气温
1975年7月13日，吐鲁番民航机场观测到目前中国的极端最高气温--49.6℃；而中国最北的气象站--黑龙江省漠河气象站，在1969年2月13日诞生了中国现有气象资料中的极端最低气温记录--零下52.3℃。
（2）世界绝对最高和最低气温
世界上绝对最高温度出现的地点，是在非洲的索马里，那里阴影处测得的温度高达63℃；1961年8月24日，前苏联科学家在南纬78°28′、东经106°48′，海拔3488米的南极东方站，曾测得零下89.2℃的绝对最低气温，为世界之”寒极“；1967年年初，挪威又在南极洲的极点附近，记录到零下94.5℃的超极低温（非正式记录），成为世界新的”寒极“。
气温分布
同是除夕之夜，北国的黑龙江冰天雪地，十分寒冷；而南国的广州却鲜花斗艳，温暖如春。这一自然现象充分说明，同是冬季，我国南方和北方的气温相差悬殊，这是由于气温分布的自有规律所决定的。
气温的垂直分布：这里所说的气温垂直分布，是指大气对流层中气温垂直分布。其总的趋势是：气温随高度的增加而递减，上冷下暖。出现这种情况，主要是由于不同高度的空气受地面热量多少不同引起的。
逆温现象：逆温现象是一种气象学的现象，指地面上的温度随着高度越高而增加，与高度越高温度下降的正常现象相反。因为较高的暖空气覆盖著较低的冷空气，可能会导致空气污染物无法散出，影响生物的健康。
形成逆温的原因很多，主要有以下几种：
（1）辐射
在晴朗天气的夜晚，由于地面辐射很强，冷却很快，近地面气温也迅速下降，愈近地面，受地面影响愈大，降温愈多，而高空降温较少，从而形成上暖下冷的逆温现象。当日出后，地面很快增温，逆温现象消失。
（2）平流
当暖空气水平移动到冷的地面或冷的气层之上时，其下层因受冷地面或冷气层的影响迅速降温，上层受冷地面或冷气层影响少，降温较少，从而形成逆温现象。
（3）空气下沉
空气下沉而发生逆温的现象主要发生在山区。夜晚山坡上的冷空气沿山坡下滑到山谷底部，山谷底部原来的较暖的空气被迫上升，从而形成下层气温低，上层气温高的逆温现象。
逆温现象会对天气产生一定的影响，比如逆温层能阻碍空气垂直运动的发展，大气稳定，天气少变。这是因为逆温的存在，低层空气较冷，密度大，不易作上升垂直运动，上层空气暖，密度小，不易作下沉垂直运动，故逆温层能阻碍空气垂直运动的发展，大气稳定。空气不作垂直运动，水汽就没有相变，不会出现云、雨和其他降水天气，故其天气少变。
此外，还会使大量尘埃、水汽、水滴、烟粒和其他污染物不易扩散，大气能见度降低，加重大气污染程度。所以易污染的工厂就不宜建设在地形闭塞的盆地或谷地中，以免地形逆温加重大气污染程度，对人类和其它生物造成危害。
气温的水平分布：由于太阳辐射，下垫面性质和平流等因素的影响，使地表不同地域的气温（在同一时刻）出现差异。
影响世界气温水平分布的主要因素有纬度位置、海陆分布、大气环流、地势高低、地形起伏和洋流等。在一年内的不同季节，世界气温的水平分布也是不同的。通常以世界1月份海平面气温的分布图来代表北半球冬季和南半球夏季的气温分布；以世界7月份海平面气温的分布图来代表北半球夏季和南半球冬季的气温分布。
气温的水平分布，通常是用等温线来表示的。所谓等温线，就是指将气温相同的地点连结起来的曲线。等温线越密，表示气温水平的变化越大；否则反之。
通常来说，封闭的等温线表示的是存在温暖或寒冷的中心。有时为了方便比较，还可以把地面气温的实际观测值（或统计值）订正为海平面的温度，然后再绘制出等温线。气温的水平分布状况，通常与地理纬度、海陆分布、大气环流、地形起伏、洋流等因素都有着密切的关系。
全球范围内的气温水平分布有如下几个特点：
（1）由于太阳辐射量随纬度的变化而不同，因此，等温线的分布总趋势基本与纬度是平行的。北半球的夏季，随着太阳直射点的北移，整个等温线系统也会随之北移；冬季则相反，整个等温线系统会随之南移。
这个特点在南半球辽阔的海面上表现得非常明显。由于北半球海陆分布复杂，因此等温线不像南半球海面上那样简单而平直，而是走向比较曲折，甚至变成完全封闭的曲线，形成温暖或寒冷中心。
（2）冬季太阳辐射量的纬度差异要比夏季大。在北半球，1月份的等温线比较密集，南北温差大；而7月份等温线稀疏，南北温差较小。在南半球，因海洋的巨大调节作用，1月与7月的等温线分布对比不像北半球那样鲜明。
（3）水体增温缓慢，降温也缓慢。夏季海面的气温要低于陆面，饿冬季海面的气温则要高于陆地，因此，冬季大陆上的等温线向南弯曲，而海洋上的等温线向北弯曲；夏季的情况则刚好相反，大陆上的等温线向北弯曲，海洋上的等温线则向南弯曲。等温线的这种弯曲在亚欧大陆和北太平洋上表现得最为明显。
（4）洋流对海面气温的分布有很大影响。强大的墨西哥湾流使大西洋上的等温线呈NE-SW向，一月份0℃等温线在大西洋伸展到70°N附近。其他洋流系统对等温线走向也有类似的影响，但影响范围较小。
（5）7月份，最热的地方并非是赤道，而是在20°~30°N的撒哈拉、阿拉伯、加利福尼亚形成炎热中心。而世界绝对最高温则出现在利比亚的阿济济亚，因为那里受来自南部撒哈拉大沙漠的干热风影响，气温曾达到58℃。1月份，西伯利亚则形成寒冷中心，在奥伊米亚康曾观测到-71℃的极端最低温。南极洲也出现过-88.3℃的地面最低温度纪录。
气温变化
如今，全球气温变化已成为当前全球最严峻的环境挑战之一。如果全球气温再上升2℃，将有10~20亿人面临水危机。
气温日变化：气温日变化是指气温在一日之内的变化情况。在一天内，有气温的最高值和最低值。气温最高值也就是日极端最高气温，一般出现在午后2点钟前后；气温最低值即日极端最低气温，一般出现在清晨日出前后。
气温日较差也称气温日振幅，是指一天当中气温的最高值与最低值的差。气温日较差的大小和纬度、季节、地表性质及天气状况等因素有关。气温日较差大的地区，一般白天日照充足，太阳辐射强，气温高，有利于植物的光合作用，可以制造、积累较多的营养物质；夜间气温越低，植物的呼吸作用减弱，能量消耗也越少，有利于糖分的贮存，因而新疆哈密瓜个头大肉质甜。
那么，为什么一天的中午太阳辐射最强，但极端最高气温却出现在午后2点左右呢？
这是因为，地温的高低并不直接决定于当地当时吸收太阳辐射的多少，而决定于地面储存热量的多少。午后的一段时间内，虽然地面得到的太阳辐射强度不断减少，但地面得到的热量却比地面长波损失的热量多，所以地温仍不断升高。一般正午后1小时左右，地面得到的热量与地面损失的热量达到基本相等，因此此时地温就会达到最高值。当地温达到最高值时，大气得到的热量就会大于大气长波辐射损失的热量，因此大气升温。在午后2小时左右，大气得失的热量达到平衡，此时的气温也是最高的，之后大气的失热会大于得热，气温也将不断下降。因此，气温的日极端最高温会出现在午后的2小时左右。
气温的年变化：即一年之内月平均气温的变化情况。除了赤道地区附近外，大部分地区年内月平均气温都有月极端最高气温和月极端最低气温。在北半球大陆，月极端最高气温值出现在7月份，海洋上出现在8月份；月极端最低气候值出现在1月份，海洋上出现在2月份。
在一年当中，最高月的平均气温与最低月的平均气温之差，称为气温年较差。气温年较差也是划分气候类型的重要依据，主要与纬度和海陆位置等因素有关。通常来说，气温年较差具有下面几个特征：
（1）随纬度增高而变大；
（2）海洋上的气温年较差小于陆地上的气温年较差，沿海地区的气温年较差小于内陆地区的气温年较差。这主要是海陆热力性质的差异造成的。如温带海洋上气温年较差一般为11℃，而同地带大陆则可达20℃~60℃。
小知识
太阳常数
太阳常数是进入地球大气的太阳辐射在单位面积内的总量。以人造卫星测得的数值，是每平方米大约1366瓦特，地球的截面积是1.274亿平方千米，因此整个地球接收到的能量是1.74×1017瓦特。由于太阳表面常有有黑子等太阳活动的缘故，太阳常数并不是固定不变的，一年当中的变化幅度在1%左右。
全球热量带
地球上的热量分布与太阳辐射的分布规律基本上是一致的，大体是与纬线相平行的，即由低纬到高纬热量由高到低呈现带状分布，从而形成全球的热量带。通常来说，热量带最简单的划分方法就是根据天文辐射划分的：
赤道带：位于在南北纬10°之间，占全球面积的17.36％。这一热量带内全年正午的太阳高度角大，昼夜长度几乎相等。太阳辐射日变化大，年变化小。
热带：位于纬度10°~25°之间，在南北半球各占全球面积的12.45％。这一热量带内的辐射特征与赤道带很相似。
副热带：位于纬度25°~35°之间，在南北半球各占全球面积的7.55％，是热带与温带之间的过渡带。天文辐射的季节变化大于赤道带和热带。
温带：位于纬度35°~55°之间，在南北半球各占全球面积的12.28％，全年天文辐射的季节变化最显著，有四季分明的特点。
副寒带：位于纬度55°~60°之间，在南北半球各占全球面积的2.34％，是温带与寒带的过渡带。这一热带昼夜差别大，但无极昼和极夜现象。
寒带：位于纬度60°~75°之间，在南北半球各占全球面积的5％。这一热带一年中昼夜长度差别更大，在极圈内有极昼和极夜现象。全年天文辐射总量显著减小。
极地：纬度在75°~90°之间，在南北半球各占全球面积的1.7％。这一热带昼夜差别最大，在极点半年为昼，半年为夜。天文辐射日变化最小，年变化最大。