האוויר הוא תערובת של גזים, בעיקר חנקן (78%) וחמצן O2 (21%).רוב האוויר (80%) נמצא בשכבה התחתונה של האטמוספירה - הטרופוספירה. הטרופוספירה ממוקמת בגובה של עד 15 ק"מ מפני השטח של כדור הארץ. מעל האווירה העליונה, האוויר שבו הוא כל כך מזויף, כי הם אינם מתאימים לחיים והם נקראים "שטח ללא אויר".
מעל הטרופוספירה עד כ 60 ק"מ מעל גובהפני השטח של כדור הארץ משתרעים על פני שטח ענקי. זהו הסטרטוספירה. שכבה זו נקראת "טרום הקוסמוס" או "דלת לחלל". התכונה העיקרית של זה היא עלייה הדרגתית של הטמפרטורה אנכית. מ -60 oC בגובה של 15-20 ק"מ מפני השטח של כדור הארץ פלוס 2 oC, בהתאמה, בנקודה הגבוהה ביותר של הסטרטוספירה בגובה 55-60 ק"מ.
הסטרטוספירה היא שכבה יציבה של האטמוספירה בה אין הסעת אוויר.
אין כמעט אדי מים בשכבה זו.אך בגובה של כ -25 ק"מ נצפים לעיתים מה שמכונה "עננים". המחקר וההבהרה שלהם על אופי מוצאם מתבצעים על ידי מדענים מכל רחבי העולם.
תגלית חשובה הייתה הגילוי בסטרטוספירה של שכבת האוזון, המורכבת ממולקולות חמצן מיוחדות O3... עובי שכבה זו הוא 2-3 מ"מ בלבד, אךממלא תפקיד חשוב מאוד של הגנה על כדור הארץ וכל החיים בו מפני ההשפעות המזיקות של קרינת שמש אולטרה סגולה. בחקר התכונות של מגן האוזון גילו מדענים שגז פריאון, ששימש באופן פעיל בתעשייה בו זמנית, יכול להשמיד אותו. נכון לעכשיו, השימוש בפריאון אסור בכל רחבי העולם, מכיוון שהרס שכבת האוזון יביא בהכרח למוות של כל החיים על פני כדור הארץ.
מעבר לאטמוספירה של כדור הארץ מתחילחלל חסר אוויר ללא סוף. זה שטח. מדענים מאמינים שהקוסמוס כולו מורכב מגלקסיות רבות. לכל גלקסיה יש מבנה משלה. האנושות חיה בגלקסיה הנקראת מערכת השמש, המורכבת מכוכב - השמש - וכוכבי לכת המקיפים אותה.
מדענים מבחינים במושגים כמו "קרוב" ו"מרחב עמוק ".
אובייקטים במרחב קרוב נמצאים בפניםמערכת השמש. מדובר בכוכבי לכת ולווייניהם, הירח, מטאוריטים, אסטרואידים, שביטים. עצמים בחלל העמוק נמצאים מחוץ למערכת השמש. אלה כוכבים, גלקסיות, ערפיליות, חורים שחורים. המרחקים אליהם מחושבים בשנות אור.
אמנם קשה לחקור את הסטרטוספירה, אך בדרך כלל חקר החלל הוא תהליך מורכב להפליא, יקר באופן עצום ולעתים קרובות בלתי אפשרי בשלב זה של התפתחות המדע.
לחקר אובייקטים של מרחב "קרוב"נעשה שימוש בתחנות חללית ובין כוכבי לכת. עד כה האדם פינה את מקומו למכונות במחקר ישיר של החלל, שכן מקום זה מסוכן ביותר.
חקר האובייקטים במרחב "עמוק" עדיין אפשרי רק תיאורטית.
ואקום הוא חלל נטול לחלוטיןכל סוג של חומר, כולל מהאוויר, כלומר זהו גם מרחב חסר אוויר. בתעשייה הכבדה והקלה נעשה שימוש נרחב במכשירי רפואה, בנייה, ואקום. בחיי היומיום מדובר בשואב אבק ידוע. קשה להפליא להשיג ריקנות מוחלטת, ומדענים עדיין בדרך למטרה זו. ואקום עמוק באמת קיים רק בחלל.
הסטרטוספירה היא המקום המושלם עבור הצבאטייסים. פגזים לא טסים כל כך גבוה, ומפציצים או מטוסי סיור הם כמעט בלתי פגיעים להגנה האווירית כאן. בלונים לא מאוישים משוגרים ל"קומה השנייה "של האטמוספרה כדי לעזור למטאורולוגים לחזות את מזג האוויר בצורה מדויקת ככל האפשר.
מרחב ללא אוויר הנקרא חללהוא משמש לשיגור לוויינים המספקים תקשורת על פני כדור הארץ, עוזרים בחיפוש אחר מינרלים, נותנים תחזיות של סופות, ציקלונים וסופות צפויים ועוזרים במניעת בצורת ושיטפונות.
חקר החלל החיצון שינה באופן קיצוני חלק מהרעיונות של מדענים בנושא חומר.
בנוסף, חקר החלל מונע על ידי סקרנות אנושית אינסופית, הרצון "להביט דרך החלון", ללמוד את המסתורי.
