Como se indicó anteriormente, el calor de la atmósfera y de la superficie de la Tierra se recibe del sol por medio de radiación. La cantidad de calor que posee un cuerpo determina su temperatura.

La temperatura se mide de varias maneras; la forma común en uso público es en grados centígrados y en grados Fahrenheit. Ambas medidas están basadas arbitrariamente en el punto de congelación y punto de ebullición del agua. En la escala centígrada la temperatura a que el agua se congela o el hielo se derrite se denomina cero grado (0° C); la temperatura a que el agua al calentarse hierve y se evapora (o el vapor de agua, al enfriarse, pasa al estado líquido) se denomina 100° C.

En la escala Fahrenheit el punto de congelación se sitúa en 32° F y el punto de ebullición en 212° F. La temperatura de salón normal en Puerto Rico es de 25 a 28° C (77 a 82° F).

Una gran proporción del calor que llega del sol es absorbida en la superficie de la tierra, de donde es transferida a la atmósfera colindante. La cantidad de calor que la atmósfera absorbe de la superficie en la capa superficial es mayor que la que absorbe directamente del sol. Este hecho, combinado con el efecto de la disminución en la presión con la altura ocasiona que la temperatura del aire disminuye con la altura (un gas al expandirse se enfría). La disminución es de alrededor de l.6 grados C por cada 1000 pies. A 15.000 pies de altura sobre Puerto Rico la temperatura es alrededor de 0 grados C. Este descenso en la temperatura hace que las regiones montañosas sean más frías que los sectores costaneros al nivel del mar.

La temperatura del aire disminuye con la altura hasta llegar al nivel de 17 a 18 kilómetros donde la temperatura llega a su valor más bajo de alrededor de -78 grados C; luego empieza a aumentar con la altura. La región donde la temperatura del aire es más fría se le llama tropopausa. La zona entre la superficie de la tierra y la tropopausa se le llama tropósfera. La zona más arriba de la tropopausa, donde la temperatura aumenta gradualmente con la altura, se le llama estratósfera. Los procesos atmosféricos que conducen a cambios en el estado del tiempo ocurren en la tropósfera.