对流层（汉语拼音：Duiliuceng；英语：Troposphere），位于大气圈的最低层，直接与地表面相接的大气层。其上界随纬度和季节而变化，低纬度区高度为17～18千米，中纬度区为11～12千米，高纬度区为7～9千米；夏季较高，冬季较低。对流层中对流活动频繁，一般暖季较强烈，这是该层命名的依据。

由于地表面吸收太阳辐射较强，地表面相对于其上的空气来说是热源，通过长波辐射与湍流热交换，地表面的热量向其上的空气层传递，故对流层中的空气温度一般随高度增加而降低，平均为每升高1,000米气温约降低6.5℃。空气的运动和空气相对于地表面的不同热状况，可造成空气中温度随高度分布的不同特征，有时会出现气温不随高度变化，即等温气层，以及气温随高度增加而增高的现象。

由于对流层中一般表现为气温随高度递减，故把温度随高度递增称为逆温，相应的气层称为逆温层。对流层集中了约3/4的大气质量和约90%的水汽质量，所以云、雾、雨、雪等天气现象都发生在对流层。受地表面特征和性质差异的影响，对流层大气的物理属性，如温度、湿度、风的水平分布有明显的地域性。自地表面向上到几百米或1～2千米，空气明显受地表面的摩擦作用影响，称为摩擦层或大气边界层。摩擦层以上的大气称为自由大气，其中地表面的摩擦作用可以忽略。

对流层与其上的平流层之间有一过渡区域，厚度约几百米至1～2千米，称为对流层顶，除了其温度递减率变化突然明显（由递减变为近于等温甚或稍有递增）外，还以某些空气中的可变微量成分的浓度突然变化作为标志。在极地和赤道之间常出现对流层顶不连续，在纬度25°～55°可出现对流层顶断开，并呈现两对流层顶部分重叠，低纬对流层顶高于高纬对流层顶，高度差2～4千米。