La troposphère renferme également de l'eau sous forme de vapeur, dans une proportion s'étalant de 0 à 4% du volume de l'air. S'ajoutent également à ces constituants de nombreux autres gaz tels que l'ozone, le monoxyde de carbone ou les dérivés soufrés ou nitrés.

Notons encore que l'air peut contenir différents types de particules en suspension.

Le moteur principal des phénomènes physico-chimiques de l'atmosphère est le rayonnement solaire. (photo 1) Celui-ci peut en effet "casser" (photodissocier) les molécules chimiques.

La troposphère et la stratosphère sont les deux régions atmosphériques dans lesquelles se pose le problème de l'ozone. (video 1 & 2) Notons à cet égard que la troposphère contient environ 10% de l'ozone atmosphérique. Dans cette région, l'impact de l'ozone est nocif ; il a des effets toxiques sur les hommes et la végétation. L'essentiel de l'ozone est localisé dans la stratosphère (+/- 90%). Contrairement à ce qui se passe dans la troposphère, l'ozone stratosphérique (la "couche d'ozone " ), (photo 2) joue un rôle bénéfique en absorbant une partie importante du rayonnement ultraviolet solaire (photo 3), très dangereux pour les êtres vivants.

Notons également que si toute l'atmosphère était ramenée aux conditions de pression et de température du sol, elle aurait une épaisseur "réduite" de 8 Km, tandis que l'ozone formerait une couche de seulement 3 à 5 mm d'épaisseur. A bien des égards, la mésosphère est le lieu de transition entre l'atmosphère " classique " et l'environnement spatial dans lequel évoluent les satellites (photo 4), deux environnements complètement différents. Les processus physiques et chimiques passent progressivement d'un régime à un autre, ce qui donne lieu à des interactions complexes.

Constituée d'une atmosphère extrêmement raréfiée, la composition de la thermosphère est très variable dans le temps et l'espace. Par ailleurs, dès l'altitude de 100 Km, le brassage de l'air n'est plus suffisant pour maintenir la distribution de mélange parfait observé plus bas et c'est la diffusion moléculaire qui devient le phénomène dominant. De plus, à cause de la densité très faible de l'air, la température change très vite entre le jour et la nuit et en fonction de l'activité solaire.

La densité de l'atmosphère ne cessant de décroître avec l'altitude, les atomes se comportent librement dans l'exosphère et peuvent suivre diverses trajectoires, certains étant même en mesure de s'échapper de l'atmosphère terrestre.