Нижней границей газообразной оболочки Земли является поверхность суши и моря.
Верхняя граница неопределённа, так как атмосфера нечувствительно переходит в крайне разрежённую газовую среду межпланетного пространства. Если бы плотность воздуха оставалась всюду неизменной и равной его плотности у поверхности Земли, то верхний предел атмосферы лежал бы уже на высоте около 8 км.
Условную границу атмосферы иногда проводят на уровне, где сила земного притяжения компенсируется центробежной силой, а именно: на 42 тыс. км над экватором и 28 тыс. км над полюсами (считая от центра Земли). Однако названные цифры имеют мало смысла, потому что на таком расстоянии от земной поверхности — уже не атмосфера, а единичные молекулы или атомы, не сталкивающиеся друг с другом на протяжении многих тысяч километров.
Масса атмосферы составляет 5,13 X 1015, т. е. 5130 биллионов т, причём 99% этого количества содержатся в нижнем слое до высоты 36 км.
Атмосфера как оболочка не симметрична в отношении центра Земли: в плоскости эклиптики она имеет выступ в направлении, противоположном Солнцу. Этот «газовый хвост» Земли, разрежённый как у комет, имеет в длину около 120 тыс. км.