บรรยากาศ หมายถึง อากาศที่ห่อหุ้มโลกเราอยู่ มีส่วนประกอบที่สำคัญคือ ก๊าซชนิดต่างๆ ไอน้ำ ฝุ่นละออง แรงดึงดูดของโลกเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้บรรยากาศมีความกดดันและความหนาแน่นสูงที่ระดับน้ำทะเลเมื่อสูงขึ้นไปความกดดันและความหนาแน่นของบรรยากาศจะลดลงตามลำดับ
ขอบเขตของบรรยากาศ ไม่อาจบอกได้แน่นอนว่าสิ้นสุดลง ณ ที่ใด แต่ในทางฟิสิกส์ ถือว่า ถ้ายังมีปรากฏการณ์กระทบกันของอณูอากาศอยู่ ก็ถือว่ายังอยู่ในขอบเขตของบรรยากาศโดยทั่วไปแล้วอาจกล่าวได้ว่า ขอบเขตของบรรยา-กาศอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ ๑,๒๐๐ ไมล์เหนือระดับน้ำทะเล
ส่วนประกอบของบรรยากาศ บรรยากาศประกอบด้วยก๊าซชนิดต่างๆที่สำคัญ ได้แก่ไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ นอกจากนี้แล้วเป็นก๊าซที่พบได้ยากและมีปริมาณน้อย ซึ่งไม่มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตมากนัก เช่น นีออน เซนอน คริปทอนและไฮโดรเจน เป็นต้น สรีรวิทยาการบินมี หลักการแบ่งชั้นของบรรยากาศด้วยกัน ๒ วิธี คือ
๑. การแบ่งชั้นทางฟิสิกส์ (Physical Divisions) แบ่งออกเป็น ชั้นต่างๆ ดังต่อไปนี้ คือ
๑.๑ ชั้นโทรโพสเฟียร์ เป็นชั้นที่มนุษย์อาศัยอยู่ มีความสูงตั้งแต่ระดับน้ำทะเลขึ้นไปประมาณ ๓๐,๐๐๐ ฟุต ที่บริเวณขั้วโลก และประมาณ ๖๐,๐๐๐ ฟุต ที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรลักษณะที่สำคัญของบรรยากาศชั้นนี้ คือ
(ก) มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ กล่าวคือ ยิ่งสูงขึ้นไปอุณหภูมิจะยิ่งลดลง จนกระทั่งมีอุณหภูมิ -๕๕ องศาเซลเซียส ซึ่งถือว่าเป็นเขตสิ้นสุดของบรรยากาศชั้นนี้
(ข) มีฤดูกาล เนื่องจากบรรยากาศชั้นนี้มีไอน้ำ จึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศเป็นฤดูกาลต่างๆ เช่น ฤดูร้อน ฤดูฝนและฤดูหนาว เป็นต้น และยังทำให้เกิดมีกระแสลมอลวน (Turbulence) เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทิศทางและความเร็วของลม จนเกิดเป็นพายุขึ้นได้
๑.๒ ชั้นโทรโพพอส เป็นช่วงต่อระหว่างชั้นโทรโพสเฟียร์ กับชั้นสตราโทสเฟียร์ มีระยะสูงไม่แน่นอนตั้งแต่ไม่กี่ฟุตจนถึงหลายพันฟุต
๑.๓ ชั้นสตราโทสเฟียร์ อยู่ถัดจากชั้นโทรโพพอส ขึ้นไปจนถึงระยะสูงประมาณ ๕๐ ไมล์จากระดับน้ำทะเล เนื่องจากไม่มีไอน้ำจึงไม่มีฤดูกาลและกระแสลมอลวนในชั้นนี้ มีอุณหภูมิคงที่ประมาณ -๕๕ องศาเซลเซียส
๑.๔ ชั้นไอโอโนสเฟียร์ อยู่ถัดจากชั้นสตราโทสเฟียร์ ขึ้นไปจนถึงระยะสูงประมาณ ๖๐๐ ไมล์จากระดับน้ำทะเล อณูของก๊าซในชั้นนี้จะแตกตัวออกเป็นประจุไฟฟ้า (ions) ซึ่งมีคุณสมบัติในการสะท้อนคลื่นวิทยุจึงเป็นประโยชน์ในการติดต่อสื่อสาร บรรยากาศชั้นนี้ยังมีคุณประโยชน์ในการกรองรังสีต่างๆ ที่มาจากนอกโลกอีกด้วย
๑.๕ ชั้นเอกโซสเฟียร์ เป็นชั้นนอกสุดของบรรยากาศ มีระยะสูงประมาณ ๑,๒๐๐ ไมล์จากระดับน้ำทะเล มีอณูของก๊าซอยู่น้อยมาก ถัดจากชั้นนี้ขึ้นไปเป็นอาณาเขตซึ่งเรียกว่า อวกาศซึ่งมีสภาพเหมือนกับเป็นสุญญากาศ
๒. การแบ่งชั้นทางสรีรวิทยา (Physiological Division) ใช้คุณสมบัติในการดำรงชีวิตของมนุษย์เป็นหลักในการแบ่งชั้น แบ่งออกได้เป็น ๓ ชั้น คือ
๒.๑ ชั้นที่มนุษย์ปรับตัวอยู่ได้ อยู่สูงตั้งแต่ระดับน้ำทะเลไปจนถึงระยะสูง ๑๐,๐๐๐ ฟุตเป็นชั้นซึ่งสรีรวิทยาของร่างกายมนุษย์ สามารถปรับตัวอยู่ได้โดยไม่ต้องอาศัยเครื่องมือหรืออุปกรณ์อื่นใดช่วยเหลือ
๒.๒ ชั้นที่มนุษย์ปรับตัวอยู่ได้บางส่วนตั้งแต่ระยะสูง ๑๐,๐๐๐ ฟุต จนถึง ๕๐,๐๐๐ ฟุต เป็นชั้นซึ่งมนุษย์สามารถปรับตัวให้อยู่ได้ โดยใช้เครื่องมือและอุปกรณ์หลายอย่างช่วยให้ดำรงชีวิตอยู่
๒.๓ ชั้นที่เสมือนเป็นอวกาศ ตั้งแต่ระยะสูง ๕๐,๐๐๐ ฟุตขึ้นไปทางสรีรวิทยาการบินถือว่ามนุษย์ไม่สามารถปรับตัวอยู่ได้เลย จำต้องใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ช่วยชีวิตจึงจะดำรงชีวิตอยู่ได้
อนึ่ง ที่ระยะสูงประมาณ ๖๕,๐๐๐ ฟุต จากระดับน้ำทะเล มีความกดบรรยากาศเท่ากับความกดดันของไอน้ำในร่างกาย คือ ๔๗ มม.ปรอท ดังนั้นน้ำในร่างกายจะเดือดกลายเป็นไอหมด เรียกระยะสูงนี้ว่า แนวอาร์มสตรอง (Armstrong's line) ซึ่งมนุษย์จะหมดสติภายใน ๑๕ วินาทีและเสียชีวิตภายใน ๒-๓ นาที
