In fisica dell'atmosfera e meteorologia la temperatura dell'aria è la temperatura che caratterizza l'atmosfera dei pianeti gassosi.
Quando si tratta di determinare la temperatura di una massa d'aria che invade l'atmosfera terrestre e il nostro spazio vitale, le nostre impressioni sensoriali, anche se corrette, si rivelano del tutto insufficienti e inadeguate; in meteorologia la nozione di caldo e di freddo si pone dunque in tutt'altri termini cioè in maniera puramente quantitativa come da prassi scientifica.
I radiosondaggi verticali fatti attraverso l'atmosfera permettono di conoscere la temperatura e il tenore dell'aria alle varie quote altimetriche. Riportando attraverso il calcolo differenti particelle di riferimento (convenzionalmente 1000 bs), i meteorologi possono sapere di quale genere di masse d'aria si tratti.