从对流层顶到约55km高度为平流层。平流层的主要特点是：
1.平流层气温的垂直变化最初保持不变或有微升，至25km以上，气温随离度增加而迅速上升。这是由于在20~25km臭氧含量最大，臭氧大量吸收紫外线而使空气升温。
2.平流层的大气以水平运动为主.平流层也是由此而得名。
3.平流层中的水汽、杂质含最极少，云雨现象近于绝迹.大气平稳.天气晴朗，对高空飞行有利。
平流层臭氧主要作用
平流层中存在一个强烈吸收太阳紫外辆射的臭氧层。臭氧层的形成主要是由于太阳短波辐射造成的。在平流层之上，由于太阳紫外线辐射更加强烈，大部分氧分子都被分解为氧原子，出现了氧原子过多氧分子太少的状况,
这样，结合成臭氧的机会就少了,所以臭氧的含量也逐渐减少，温度也就开始随离度的增加而降低了。由于含有大量臭氧，平流层的上半部分能吸收大量的紫外线，这层使特殊气体形成的区域也被称为臭氧层。
由对流层頂向上到50km左右为平流层，平流层顶的气压约lhPa,而地面气压约l000hPa,由此可知对流层和平流层集中了99.9%的大气质量，平流层下半部温度随高度变化很小,而上半部，由于臭氧密度大，臭氧吸收太阳紫外辅射转化为分子运动动能，使大气温度随髙度显著增加，到50km左右达到最大值270K左右,这种逆温层结，使平流层大气稳定,垂直对流很弱，多为平流运动，并且尺度很大。
平流层中水汽尘埃很少，没有对流层中的云和天气现象，大气透明度好，对飞行有利，仅在高纬20—27km离度处，早有不常见的贝母云出现.贝母云是由水漓或冰晶组成的，形成原因还不太淸楚，对流层与平流层之间空气混合相当微弱，以致于过去的残留碎片和火山喷发的火山灰等在平流层中滞留的时间特别长。
平流层的一个重要特点是温度随着高度的增高而增高。但这种增温也不是直线的增加，而是在开始进入平流层时，温度保持不变，接着温度开始随离度的加大而增加，一直增到高度达到50千米时为止，在这里温度可达lo摄氏度之高，是平流层中的最高值。对于平流层温度的变化，有一个漫长的认识和探险过程。1931年以前，人们一直认为，从地面到大气的上界，气温一直是随高度而下降的。比利时彼卡尔教授于1931年8月第一次乘气球进人平流层探险，发现10千米以上的高空气温不再随高度下降，而变成了等温。因此，人们就把这一层叫做等温层或同温层。10年以后，人们上升的高度增高了，又发现等温层内并不等温，而是温度随着离度的升高而增加；甚至还有“爆炸性的增温”现象，即在一两天之内，气温增离到35摄氏度左右。这样，平流层内静力学稳定度大、非常静稳的槪念就被打破了。
平流层中，虽然大气含量不多，大气现象少见，但它对自然现象和人类的活动影响却很大。近年来，随着空间技术的飞速发展，气象火箭和人造卫星的发射,科学家们发现，这一层的气流变化与对流层中的天气变化有着密切的关系，它们之间可相互影响。