大氣組成
支撐飛機的升力與空氣密度成比例，高度越高，升力就越小，噴射引擎的性行也隨著空氣密度和溫度變化而變化。
民用客機飛行高度隨目的地的距離越遠則飛行高度越高，以台灣台北飛高雄，飛行高度為2萬英呎（約6公里），如飛美國747客機飛行高度為4萬英呎（約12公里）。
飛機飛行阻力主要來自空氣密度，密度越高阻力越大；當飛行高度越高，空氣密度越低則阻力越小，阻力小則飛行速度快，可以縮短飛行時間，另阻力小可以節省燃油，因此長程飛行主要使用4萬英呎高空的原因。
對流層（troposphere）
對流層厚度，平均約12公里，夏季常比冬季厚，低緯度地區常厚於高緯度地區，赤道附近對流層厚約18公里，兩極附近厚只有8至9公里。
對流層內氣溫通常隨高度增高而下降，平均每增高1公里，約降低攝氏 6.5度。
對流層內，空氣較不穩定，上下對流頗盛，大氣中之水氣，幾乎全部存於此層內，故雲、霧、雨、雪等常見之天氣現象，均限於此對流層中，且多發生於此層之下部。
平流層
平流層的範圍，約自10餘公里至50－55公里。
自對流層頂至高約30－35公里處屬平流層下部，氣溫幾恒定不變，或隨高度之增高而略為上升。30餘公里以上，溫度反隨高度而增，平均每升高1公里，溫度約增加攝氏5度，至50－55公里處溫度達最高峰。
平流層內源自地面之水氣及灰塵幾已絕跡，氣流平穩。
平流層上部因臭氧吸收太陽的紫外線輻射，於是氣溫升高。
中氣層
中氣層範圍大約自50至80公里處，溫度一般都是向上遞減，直至中氣層頂，溫度降至零下95℃左右或更低。
從地面到中氣層頂，大氣中除了水氣和臭氧之外，其他各種氣體的成份近似不變，因此中氣層以下區域，我們稱之為「均勻層」。
增溫層
增溫層是中氣層頂以上溫度再度升高的區域，當太陽寧靜時，此層可伸展至400公里高度，在太陽活動期間則可達500公里上下。
增溫層下部，空氣至為稀薄，空氣分子易於電離，空中自由電子頗為豐富，通稱為電離層，對於反射無線電波功能方面功效頗大。
大氣標準值
國際民航組織（ICAO）設定了國際標準大氣（ISA），以北半球中緯度大氣狀態為模型，標高0m，溫度15°C時，密度為0.12492 kg‧s²/m4 ，氣壓為10332.3 kg/m²，並制定每個數值在不同高度下的變化，這些數值就構成了國際標準天氣。
這些數值是根據理論所得的公式計算出來的數值，並非經由觀測所得。
大氣溫度
航空界的單位有三種：
- 相對溫度：攝氏（°C）、華氏（°F）
- 絕對溫度：克耳文（K）
華氏
冰點與沸點之間分為180等分，水的冰點為32度，沸點為212度。
攝氏
冰點與沸點之間分為100等分，水的冰點為0度，沸點為100度。
絕對溫度克耳文
沒有負數，以熱力學來說，最低就是0K。
絕對溫度＝攝氏＋273.15
國際標準大氣的定義為標高0公尺時，溫度為15°C，每升高1000公尺，溫度下降6.5°C。
大氣密度
大氣中的空氣密度為每單位體積的質量，公式為：
密度＝空氣質量÷m³
在一萬公尺的高度時，空氣密度約為地表的三分之一。
航空界使用的作用力單位也是公斤或是噸。
大氣壓力
大氣壓力指得是「每單位面積的空氣作用力」。
氣壓的國際單位制是帕斯卡（或簡稱帕，符號是Pa），泛指氣體對某一點施加的流體靜力壓力，來源是大氣層中空氣的重力，即為單位面積上的大氣壓力。
公式：
重量＝質量×重力加速度 單位：公斤
質量＝重量÷重力加速度 單位：kg/（m/s²）
將質量的單位代入計算密度的計算公式：密度＝質量÷m³，可以推得
密度＝｛kg/（m/s²）｝/m³
＝kg‧s²/m²
英制的計算方式為將質量1bs/（ft/s²）定義為slug，密度單位為slug/ft³。
大氣壓力及其量度
由馬德堡半球實驗發現（先將兩個完全密合的半球中的空氣抽掉，然後驅馬從兩側向外拉，以展示大氣壓力的作用），並由義大利科學家埃萬傑利斯塔·托里切利（1608-1647）於1643年第一次成功測量。
托里切利倒置一滿貯水銀的長玻璃管，使其開口向下抹入水銀池中，發現不論玻璃管是否直立，管內水銀柱的垂直高度，皆比管外高出76公分，這就是一個大氣壓的概略值。
大氣壓力的大小及單位
一標準大氣壓力（1大氣壓，記為1atm）。
在緯度45度的海平面上，溫度為0℃時的大氣壓力，可支持垂直高度76公分的水銀柱，我們把能支撐垂直高度為76公分的水銀柱的大氣壓力叫做一標準大氣壓力，記做1 atm或76公分-水銀柱（cm-Hg）。
1標準大氣壓（1大氣壓，或1atm）＝ 76 cm-Hg
＝ 760 mmHg
＝ 1033.6 gw/cm2
≒ 1 kgw/cm2
＝ 1033.6 cm水柱高
動壓
因空氣流動所產生的壓力，空氣流動時產生的作用力，或是在天空中飛行時產生的壓力，就是所謂的「動壓」。
以比喻的方式來講，如果講手放入流動的河水之中，因水深而感受到的壓力便是靜壓，而水流動所傳來的壓力則為動壓。
動壓＋靜壓＝固定值
白努利公式（Bernoulli’s Law）
18世紀的物理學者丹尼爾‧白努利利用數學公式計算，發現動壓的大小與空氣的速度成兩倍的比例。
如何利用動壓
速度儀是利用動壓的例子之一。
以動壓為基準的速度儀稱作「空速計」，空速計所指示的速度稱作空速（IAS），顯示動壓的裝置是由法國工程師亨利·皮托於十八世紀初發明，並在十九世紀中葉由法國科學家亨利·達西改進為現在的樣子。
參考：測量速度的皮托管
空速記的刻度
在航空界所使用代表速度的單位，和海運界一樣，為一小時前進一海里（1.852公里），也就是結。
只要維持一定的只是空速，就可以產生足以支撐飛機的升力。
空氣的速度
動壓公式中所表示的空氣速度，是指像撞向飛機的空氣整體速度。
航空力學中出現的速度，沒有特別指明一般都是指「真實空速」。
相對於空氣：
真時空速（TAS）＝空里 ÷ 時間
空里（Air Mile，NAM）：與空氣相對的移動距離
相對於地面：
對地速度（GS）＝（真實空速 TAS） ± （風速 W）
對地速度（GS）＝（真實空速 TAS） ＋ （順風速 W）
對地速度（GS）＝（真實空速 TAS） － （逆風速 W）
校正空速（CAS）
對駕駛來說，空速儀表的指示空速很重要，但多少會因為姿態或皮拖管的因素而出現誤差，為了彌補誤差，而有了不同的對空速度─校正空速。
指示空速（IAS）：皮托管測得（全壓）－（靜壓）顯示在儀表上的速度
校正空速（CAS）：修正指示空速誤差後的速度
當量空速（EAS）：標高0m為基礎，任意高度都能獲得同等動壓的速度。
真實空速（TAS）：與靜止空氣相對的速度。
對地速度（GS）
當量空速（EAS）是避免因為空氣壓縮而產生的誤差，使得指示出的速度比實際還快的情況，計算時會減去因為空氣壓縮而產生出的多餘壓力，精確計算動壓並轉匯成速度。
只要當量空速（EAS）相同，不論高度都能計算出相同的動壓，同時得知當時的空速。
馬赫
通常主翼上某部位超過音速時的速度稱為臨界馬赫，一般的噴射客機不會加速到臨界馬赫（飛機某部位超越音速）。同樣的為了降低阻力，水平尾翼與垂直尾翼上的空氣速度也都不能超過音速。
塔台與駕駛之間溝通時，並不非用馬赫，而是用發音清楚的「馬克」。
以音速來區分飛機速度：
次音速（Subsonic）：0.0-0.7馬赫，所有部位都未超過音速，如：螺旋槳客機。
穿音速（Transonic）：0.7-1.2馬赫，機體部分超越音速，如：噴射客機（0.8-0.86馬赫）。
超音速（Supersonic）：1.2-5.0馬赫，飛機整體超過音速。
超高音速（Hypersonic）：5馬赫以上。
氣壓高度
以氣壓為準測量出的高度，儀表稱為「壓力高度表」。
但由於氣壓未必相同，因此需要使用高度撥定表（Altimeter Setting）來調整高度表的起始點。
無線電高度
飛機與跑道、障礙物之間實際測量的垂直距離，只用在準備著陸時確認高度，決定是否中斷降落或是繼續降落的高度表。
是由飛機所發射出的無線電經由跑道、海面反射，藉由計算發射時間與接收時間的差距來計算垂直距離，在裝置上稱「無線電高度表」。
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