一般情况下,大气温度随着高度增加而下降,每上升100米,温度降低0.6℃左右.即是说在数千米以下,总是低层大气温度高、密度大,高层大气温度低、密度小,显得“脚重头轻”.这种大气层结容易发生上下翻滚即“对流”运动,可将近地面层的污染物向高空乃至远方输散,从而使城市上空污染程度减轻.因而在通常情况下,城市上空为轻度污染,对人体健康影响不大.可是在某些天气条件下,地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象,从而导致大气层结“头重脚轻”,气家学家称之为“逆温”,发生逆温现象的大气层称为“逆温层”.它像一层厚厚的被子罩在我们城乡上空,上下层空气减少了流动,近地面层大气污染物“无路可走”,只好原地不动,越积越多,空气污染势必加重.
导致“逆温”现象的原因有多种.对于我国冬季来说,主要是地面辐射冷却作用而导致近地面层气温迅速下降.当寒流袭击过后,地面受冷气团控制,天晴风小气温低,特别到了晚上,地面热量大量地向高空散发（辐射）,使近地面气温迅速下降,而上层大气温度下降较慢,从而出现上暖下冷的所谓“逆温”“现象”.有时,白天日照不足,地面增温缓慢,还会使“逆温”长期维持,大气污染日趋加剧.
