In condizioni normali, la temperatura dell'aria, diminuisce all'aumentare della quota altimetrica. In pratica, la temperatura dell'aria, è strettamente legata a quella del suolo: a contatto con quest'ultimo l'aria si riscalda e, alleggerendosi, tende a salire di quota.
Durante questa fase ascensionale la stessa massa d'aria si espande, in quanto ad aumentare della quota diminuisce la pressione atmosferica, ed espandendosi la temperatura tende a diminuire.
Diciamo che normalmente (con l'aria in stato di quiete), la temperatura diminuisce di circa 6 gradi ogni 1000 metri di quota (il che, in teoria, significa che se a quota mare ci fossero 20°, a
4000 m saremmo a -4°). In realtà può capitare che la temperatura dell'aria aumenti con l'aumentare della quota: è il caso delle inversioni termiche.
Si possono verificare delle inversioni termiche al suolo ma anche in quota.
Le inversioni termiche al suolo si hanno, ad esempio, durante l'inverno nei fondovalle e in bassa quota di solito fino a 1000mt, raramente più in alto: il terreno può essere coperto da uno strato di neve che impedisce al sole di scaldare il terreno stesso, o comunque le lunghe notti fredde permettono un ridotto riscaldamento del suolo durante le ore diurne oppure a causa dell'ombra causata da un bosco l'irraggiamento mattutino non riscalda il terreno. Capita spesso nelle notti di alta pressione, con scarsissima ventilazione in questi casi l'aria a contatto con il terreno si raffredda molto rapidamente, raggiungendo temperature inferiori rispetto agli strati sovrastanti: si ha così la formazione delle nebbie.
Nelle inversioni termiche in quota si verifica invece lo scorrimento di aria calda al di sopra di uno strato di più freddo. In pratica l'aria più fredda ha la possibilità di salire sino a quando non incontra lo strato di aria caldo: non avendo più possibilità di espandersi verticalmente, si assiste ad un'espansione laterale. Questo fenomeno è ben riconoscibile per la formazione di nubi a forma di "incudine" che danno poi origine ai temporali.
Ovviamente, al di sopra dello strato più caldo, l'aria si comporta come in condizioni normali dove la temperatura cala all'aumentare della quota.
