Gradientul termic vertical reprezintă variația temperaturii aerului odată cu creșterea altitudinii în atmosferă. În mod obișnuit, în troposferă temperatura scade pe măsură ce urcăm, deoarece aerul este încălzit în principal de la suprafața Pământului, care absoarbe radiația solară și o transmite aerului din apropiere.

Valoarea medie a gradientului termic vertical este de aproximativ 6,5°C la fiecare 1000 de metri, cunoscută drept gradientul termic mediu. Totuși, această valoare nu este constantă: ea poate varia în funcție de condițiile meteorologice, umiditate, radiație solară și circulația maselor de aer. De exemplu, aerul uscat se răcește mai rapid cu altitudinea decât aerul umed.

Gradientul termic vertical are un rol esențial în stabilitatea atmosferei. Un gradient mare favorizează instabilitatea și formarea norilor convectivi și a furtunilor, în timp ce un gradient mic sau inversarea termică (când temperatura crește cu altitudinea) duce la o atmosferă stabilă, limitând mișcările verticale ale aerului. Din acest motiv, gradientul termic vertical este un concept fundamental în meteorologie, aviație și studiul climei.