대류권과 중간권 사이의 기층. 지구의 표면으로부터 대체로 12~50km 사이에 있는 대기의 층이다.

성층권에서는 높이 올라감에 따라서 대류권과는 반대로 기온이 계속 올라간다. 그 까닭은 성층권에 있는 오존층 이 태양으로부터 오는 자외선을 흡수하여 가열되기 때문이다. 그리고 성층권에서는 기상 현상이 나타나지 않는다.

또 해양의 경우는 깊이 약 500m 이하의 수온과 염분이 일정한 해수층을 성층권이라고 한다.