大気の気温が上方へ向かって高くなったり、等温になったりしている気層のこと。通常、地上付近では高度が高くなるほど気温が低くなるため、温度が低くて重い空気が下降し、温度が高くて軽い空気が上昇する「対流現象」が起こる。しかし、上方の空気温度が高く地上付近の空気温度が低くなると、対流が起こらない気温の逆転現象が生じる。この逆転している空気の層が逆転層だ。
逆転層は、晴れて風のない夜間に地表から熱が放出されて大気が冷却される「放射冷却」に伴って発生することが多く、冬季によく出現する。また、前線の影響により発生する場合もある。逆転層の内部では大気汚染物質が拡散しにくく、無風だととくに滞留しやすい傾向があるため、都市部などで局地的な大気汚染を引き起こすことがある。
