古时候，人们把地球之外的所有空同世界统绕称作天”，并把它分为八层，但过去迷信认为，十为万灵的主宰应当住在更高的天层，于是在八层之上加了天帝老儿的安身处，便有了“九重天”之说。
但天究竟有多高？迄今为止，没有人确切地指出过。现在我们知道，天气变化主要发生在对流层内，即离地面1.5-6公里的空间，它是地球大气的最低层，厚度虽小，却集中了75%的大气质量和90%以上的水汽质量，是云、雾、降水等主要天气现象活动的舞台。对流层顶的高度并非普天下都一样，它是随纬度与季节的不同而不同的（因地心引力与地表冷热不同而异)。低纬地区约为17一18公里，中纬度地区约为10-12公里，高纬度只有8一9公里。一般地讲，夏季的上界高度大于冬季。对流层以上、离地面35公里内的空间为平流层，水汽很少，天气现象也少见，随着对大气探测手段的提高，人们发现，这一层气象要素的变化与对流层中的天气变化有着密切的联系，并且，在此高度以下，集中了全部大气重量的99%。因此，天气变化的舞台还应该包括平流层在内。
明代科学家宋应星把天作为地球大气的上界，他说：“盈天地皆气也”充塞于天地间的物质是气。那末，何处是大气的上界（天）呢？从理论上讲，地球大气层的上界应该是大气质点可以挣脱地球引力的束缚而散逸到字宙空间去的那个高度。假定地球大气的温度是不随高度改变的，则每上升18公里，大气压强减小为原来的1/10，按此减小下去，到170公里时气压仅仅为0.000000075毫米水银柱。即便如此，整个地球上空170公里以外的全部空气重量还有600万吨！由此可知，在无限远的空间，气压逐渐趋于零而绝对不等于零。据人造卫星测得，1600公里高处的空气密度只有海平面密度的千万亿分之一(10~15)，但它还相当于星际空间气体密度的十亿倍。地球大气密度接近星际气体密度的高度在2000一3000公里间。
科学工作者一般是以“极光”出现的最大高度来确定大气层上界的。正常的最高边界为300公里左右，在极端的情况下可达1200公里以上。因此，大气物理上界至少应在1200公里左右。