V atmosfére prebiehajú fyzikálne procesy ako výmena tepla, výmena vlahy, cirkulácia vzduchu, ktoré ustavične menia jej stav.
Podnebie (klíma) je dlhodobý stav ovzdušia na určitom mieste, ktorý vzniká pôsobením klimageografických činiteľov:
- geografická šírka
- vzdialenosť od oceánov
- všeobecná cirkulácia atmosféry – premiestňovanie teplých a studených vzduchových hmôt
- morské prúdy – teplé a studené
- nadmorská výška
- vlastnosti zemského povrchu
- činnosť človeka
Veda o podnebí sa nazýva klimatológia, jej poznatky využíva klimageografia.
Kategórie podnebia:
- mikroklíma – podnebie malých a najmenších priestorov (geotop)
- miestna klíma – malé územia (od 100 m až do niekoľko km)
- mezoklíma – oblasti až niekoľko desiatok kilometrov
- makroklíma – veľké územné celky (kontinenty, oceány a ich časti)
Hlavné prvky podnebia – teploty vzduchu, zrážky a vetry. Pre charakteristiku podnebia sú dôležité údaje ako priemerná ročná teplota, priemerná teplota najteplejšieho a najchladnejšieho miesta, priemerný ročný úhrn zrážok, prevládajúce vetry, ich smer a sila.
Typy podnebia – oceánsky, kontinentálny, prechodný, stredomorský, monzúnový, vysokohorský

Výmena vlahy: vyparovanie vody zo zemského povrchu, oblačnosť, kondenzácia vodných pár v atmosfére, vznik zrážok, ich padanie na zemský povrch. Množstvo zrážok a ich priebeh ovplyvňujú viaceré činitele ako vlhkosť a tlak vzduchu, oblačnosť, cirkulácia atmosféry, rozloženie oceánov a pevnín, morské prúdy.
Priestorové rozloženie zrážok na Zemi je nerovnomerné – vplývajú naň všetky klimatické činitele. Podľa ročného úhrnu zrážok vyčleňujeme štyri zrážkové pásma:
- vlhké teplé pásmo – mimo pohorí má 1000 až 3000 mm zrážok/rok
- suché teplé pásmo – ročný úhrn zrážok má 250 mm aj menej (púšte, polopúšte)
- vlhké mierne pásmo – má množstvo zrážok vyše 1000 mm, hl. na západných pobrežiach kontinentov
- suché studené pásmo – má množstvo zrážok pod 250 mm. Zrážky padajú v tuhom skupenstve.

Všeobecná cirkulácia ovzdušia:
Je zložitý systém vertikálneho a horizontálneho prúdenia vzduchu medzi horúcim rovníkovým pásmom a studenými polárnymi oblasťami. V dôsledku Coriolisovej sily sa horizontálne prúdenie vzduchu odchyľuje na severnej pologuli napravo a na južnej pologuli naľavo. Vznikajú tri čiastkové cirkulácie ovzdušia:
1.) Cirkulácia vzduchu v horúcom pásme – z teplotných príčin sa vytvára ekvatoriálne pásmo nízkeho tlaku vzduchu charakteristické tíšinami alebo premenlivými vetrami. Výstupnými prúdmi nahromadený vzduch sa vo výške rozdeľuje a preniká k obratníkom ako antipasáty. Hromadením vzduchových hmôt sa vytvorili subtropické pásma vysokého tlaku vzduchu. Časť týchto vzduchových hmôt sa pri zemskom povrchu vracia do ekvatoriálneho pásma nízkeho tlaku vzduchu ako stále vzduchové prúdy – pasáty.
2.) Cirkulácia vzduchu v miernom pásme – vzdušné prúdy prichádzajúce zo subtropických pásiem vysokého tlaku stáčaním sa na severnej pologuli menia sa na juhozápadné až západné vetry, ktoré v miernych šírkach prevládajú.
3.) Cirkulácia vzduchu v studenom pásme – studený vzduch okolo pólov utvára oblasti vysokého tlaku vzduchu s prevládajúcimi východnými vetrami, ktoré prenikajú do pásiem nízkeho tlaku miernych šírok.
Planetárnu cirkuláciu vzduchu porušujú alebo zosilňujú monzúny.