在中纬度地区，平流层位于离地表10公里至50公里的高度，而在极地，此层则始于离地表8公里左右。对流层向上至大约50公里左右的范围，就是通常所称的平流层。实际上，平流层保存了大气中90%的臭氧，位于这一高度的臭氧能有效地吸收对人类健康有害的紫外线（UV-B段），从而保护了地球上的生命。

平流层，亦称同温层，是地球大气层里上热下冷的一层，温度随高度上升而增高，下半部随高度变化较小，上半部则增高得快。这种温度随高度升高而增高的特征，是由于大气中的臭氧主要集中在这一层，并且对太阳紫外辐射强烈的吸收形成的。层内水气和尘埃等很少，很少有云出现。平流层顶位于离地面50至55千米高度，温度约零摄氏度，气压约为100帕。

由于平流层的高度较对流层高，因此与到达地表的太阳辐射相比，平流层的太阳辐射含有更多的短波紫外辐射。一般将来自太阳的紫外辐射按照波长的大小分为三个区，波长在315-400nm（1nm=10-9m）之间的紫外光称为UV-A区，该区的紫外线不能被臭氧有效吸收，但是也不造成地表生物圈的损害。