同温层（stratosphere）是指从对流层顶到35～40 KM左右的一层，气温几乎不随高度变化，为-55℃左右。 同温层是平流层里温度最低（中高纬度地区同温层温度在-45°左右）且温度保持不变或变化很小的区域。 从对流层顶到50～55 KM高度的一层称为平流层。从对流层顶到35～40 KM左右的一层，气温几乎不随高度变化，为-55℃左右，故称为同温层。从这以上到平流层顶，气温随高度增高而增高，至平流层顶达-3℃左右，亦称逆温层，平流层集中了大气中大部分臭氧（O3），并在20-25 KM高度上达到最大值，形成臭氧层。臭氧层能强烈吸收波长为200～300 nm的太阳紫外线，保护了地球上的生命免受紫外线伤害。
大氣圈垂直分層之一，上限為對流層頂，下限為離地約五十公里高度的平流層頂，層內空氣主要為水平運動，故稱為「平流層」。平流層又分為下平流層和上平流層。下平流層早年被稱為「同溫層」，利於飛行；上平流層由於集中的臭氧吸收紫外線能量，而使氣溫隨高度而緩慢增加。
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