Температура атмосферного повітря залежить головним чином від нагрівання поверхні землі сонячними променями. Грунт віддає тепло прилеглим верствам повітря шляхом безпосереднього теплопроведения (передачі тепла) і в результаті випущення теплової інфрачервоної радіації. Проходження сонячних променів через атмосферу лише незначною мірою підвищує її температуру (до 0,02° в годину).
Нагріте повітря як більш легкий піднімається вгору, поступаючись місцем більш холодних шарів, що створює вертикальні повітряні струми (конвекція). Ця обставина обумовлює перемішування повітряних мас і веде до рівномірного розподілу температури приземної частини атмосфери, чому сприяють також горизонтальні повітряні потоки. Таким чином, температура зовнішнього повітря залежить від того, скільки тепла буде отримано в даний момент від нагрітої поверхні землі. Звідси зрозуміло, що і добові зміни температури повітря залежать від температурних коливань поверхневого шару ґрунту і відповідають їм. Максимальне нагрівання повітря наголошується в 13-15 годин, коли грунт максимально нагріта, а температурний мінімум настає перед сходом сонця, коли вона найбільш охолоджена. Прийнято динаміку температури атмосферного повітря характеризувати добової та річної амплітудами. Добова амплітуда коливань температури повітря залежить від інтенсивності сонячної радіації, співвідношення тривалості дня і ночі і прозорості атмосфери. Істотне значення мають широта місцевості, висота її над рівнем моря, час року і ін. На екваторі найбільша амплітуда, так як день і ніч мають відносно рівну тривалість. На полюсах вона найменша, оскільки влітку сонце там зовсім не заходить (полярний день), а взимку, навпаки, зовсім не з'являється над горизонтом (полярна ніч). Рельєф і характер місцевості, погода і деякі інші фактори чинять певний вплив на добову амплітуду. Так, наприклад, вона менш виражена над великими водними поверхнями, ніж над сушею, так як вода, володіючи більш високою теплоємністю, здатна накопичувати тепло в більшій мірі і повільніше його віддавати. При наявності рослинного покриву або в похмуру погоду добова амплітуда також зменшується, так як рослинність, так само як і хмарність, уповільнює нагрівання і охолодження грунту. Про залежність температури повітря від температури ґрунту можна судити з рис. 4.
Рис. 4. Добовий хід температури поверхні ґрунту (верхня крива) і температури повітря (нижня крива) для Тбілісі в липні.
При підйомі над поверхнею землі температура повітря знижується в міру віддалення від нагрітої грунту в помірних широтах приблизно на 0,6° с на кожні 100 м). З підйомом закономірно зменшується і добова амплітуда температурних коливань, так як вплив добових змін температури ґрунту в силу малої теплопровідності повітря позначається тут набагато менше.
Від тих же причин залежить в основному і річна амплітуда змін температури атмосферного повітря, що характеризується різницею між температурами липня і січня. Що стосується абсолютних величин температури повітря, то найнижча температура атмосферного повітря була зареєстрована на станції «Схід» в Антарктиді (-87°), а найвища - поблизу міста Тріполі (Ліван) та в Південному Ірані (+ 58°).
Гігієнічне значення температури повітря визначається в основному її впливом на тепловий баланс людського організму. Відносно низькі температури сприяють переохолодження тіла, а високі-перегрівання, Завдання полягає у здійсненні гігієнічно обґрунтованих заходів захисту організму від цих несприятливих умов та попередження пов'язаних з ними захворювань.
