สตราโตสเฟียร์เป็นชั้นบรรยากาศหลักที่สองของโลกเหนือโทรโพสเฟียร์และใต้เมโซสเฟียร์ มวลประมาณ 20% ของบรรยากาศมีอยู่ในสตราโตสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์มีอุณหภูมิแบ่งชั้นโดยมีชั้นที่อุ่นกว่าและชั้นที่เย็นกว่าใกล้โลกมากขึ้น การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิตามระดับความสูงเป็นผลมาจากการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์โดยโอโซน สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับโทรโพสเฟียร์ใกล้พื้นผิวโลกซึ่งอุณหภูมิจะลดลงตามระดับความสูง
สตราโตสเฟียร์เป็นบริเวณที่มีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงระหว่างกระบวนการแผ่รังสีไดนามิกและเคมีซึ่งส่วนผสมในแนวนอนของส่วนประกอบที่เป็นก๊าซดำเนินไปอย่างรวดเร็วกว่าส่วนผสมในแนวตั้ง การหมุนเวียนทั่วไปของสตราโตสเฟียร์เรียกว่าการหมุนเวียนของบรูเออร์ - ด็อบสันซึ่งเป็นการหมุนเวียนแบบเซลล์เดียวซึ่งทอดจากเขตร้อนไปยังขั้วโลกซึ่งประกอบด้วยการลอยตัวของอากาศในเขตร้อนจากโทรโพสเฟียร์เขตร้อนและการไหลเข้าของอากาศนอกเมือง การไหลเวียนของสตราโตสเฟียร์เป็นการหมุนเวียนที่ขับเคลื่อนด้วยคลื่นเป็นส่วนใหญ่เนื่องจากการโผล่ขึ้นมาของเขตร้อนเกิดจากแรงคลื่นโดยคลื่น Rossby ที่แพร่กระจายไปทางทิศตะวันตกในปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการสูบน้ำ Rossby-Wave
คุณลักษณะที่น่าสนใจของการไหลเวียนของสตราโตสเฟียร์คือการสั่นแบบกึ่งสองปี (QBO) ในละติจูดเขตร้อนซึ่งขับเคลื่อนโดยคลื่นแรงโน้มถ่วงที่สร้างขึ้นแบบหมุนเวียนในโทรโพสเฟียร์ L ถึง QBO ทำให้เกิดการไหลทุติยภูมิซึ่งมีความสำคัญต่อการขนส่งโดยรวมของตัวติดตามสตราโตสเฟียร์เช่นโอโซนหรือไอน้ำ
คุณสมบัติขนาดใหญ่อีกประการหนึ่งที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อการไหลเวียนของสตราโตสเฟียร์คือการแตกตัวของคลื่นดาวเคราะห์ส่งผลให้เกิดการผสมกันในแนวนอนที่รุนแรงที่ละติจูดกลาง ช่วงพักนี้จะเด่นชัดกว่ามากในซีกโลกฤดูหนาวซึ่งภูมิภาคนี้เรียกว่าโซนโต้คลื่นการหยุดพักนี้เกิดจากการโต้ตอบที่ไม่เป็นเชิงเส้นระหว่างคลื่นดาวเคราะห์ที่แพร่กระจายในแนวตั้งและบริเวณกระแสน้ำวนศักย์สูงที่แยกได้ซึ่งเรียกว่าโพลาร์วอร์เท็กซ์ การแตกหักที่เกิดขึ้นทำให้เกิดการปะปนของอากาศและก๊าซอื่น ๆ จำนวนมากตามเขตการบวมกลางละติจูด ช่วงเวลาของการผสมอย่างรวดเร็วนี้มีขนาดเล็กกว่าไทม์แคลที่ช้ากว่ามากในเขตร้อนและช่วงเวลาที่จมอยู่ใต้น้ำในเขตนอกเขตร้อน
