在大氣邊界層內，風速、溫度和濕度都有明顯的日變化，這種日變化隨高度減弱。從流體力學的角度來看，大氣邊界層有如下特點：
①風速隨高度增加而逐漸增大：風速在地表面等于零，而在大氣邊界層外緣同地轉風速度相等。變化規律可用經驗公式表示：
②湍流結構：在大氣邊界層中，大氣流動具有很大的隨機性，基本上是湍流流動，其結構可用湍流度、雷諾應力、相關函數和頻譜（見湍流理論）等表示，氣流湍流度可達20%。
③風向偏轉：在北半球，由于地球自轉產生的科里奧利力的作用，順著地面附近風的方向看，風向隨高度的增加逐漸向右偏轉，而在大氣邊界層外緣，與地轉風的風向相合，風向偏轉角度因時因地而異，一般可達幾十度。
④溫度層結（即溫度隨高度變化）：大氣溫度隨高度變化情況復雜多變，其變化率直接影響大氣的穩定程度。當
(T為大氣干絕熱遞減率，約為每一百米0．98℃)，大氣呈穩定的狀態，特別是當
時，穩定度特別大，稱為逆溫狀態，當
時，大氣呈中性穩定狀態；當
時，大氣呈不穩定狀態。
⑤氣溶膠濃度高：地面是產生氣溶膠的主要源地，該層緊臨地面，氣溶膠（如塵埃、煙、霧等）在該層濃度高。