大气层和游泳池中的液体水面不一样，它并没有明确的边界。
如果你有机会从太空回地球时降落进入大气层，你会发现空气一点一点变得越来越稠密，但看不出哪里是清楚的边界。相比之下,你跳进游泳池拍入水中的那一刻，水面的边界非常明确。大气层是气态的，并没有一个这样的固定不变的边界。
液体是原子或分子的弱束缚的组合,而自由自在的气体原子分子是无法被束缚在一起的。除非以外力强行拉近，否则这些粒子会彼此渐行渐远。
打个不恰当的比方。地球的万有引力把空气聚拢在地球外围，就像是气球把气体聚在一起，阻止它们逃出去。即便如此，大气层最外层的气体会受到太阳辐射，受热后粒子运动速度加快，等到速度足够快时便会摆脱地球重力，逐渐向星际空间逃逸。
除了表层，整个大气层在受热时也会向外膨胀，遇冷向内收缩,所以大气层的高度还会随天气状况、太阳辐射和昼夜更替而不停变化。
后来，匈牙利裔的美国科学家西奥多・冯・卡门为了让事情简单化，提出了一个推论：卡门线。他提出了一个这样的问题：为了使飞机机翼产生足够的升力以保持飞行高度，我们需要多大的空气密度？毕竟飞得越高，空气密度就越低，空气所能产生的升力也越小(不论飞行速度)。他发现,在距离地球表面100千米左右的高度,空气已经变得非常稀薄,以至于飞机必须飞得足够快,进入绕地轨道,才能维持飞行高度。换句话说,在绕地轨道的高度上,飞机的速度会非常快,即使关闭发动机依然可以环绕地球飞行。这个高度就是我们所说的卡门线。
在卡门线之外，通常就是我们所说的“太空”了。当然有些国家和机构出于自身目的会有其它的定义，但通常大家都会默认以100公里为界。
