การไหลเวียนของบรรยากาศคือการเคลื่อนที่ของอากาศทั่วโลกโดยกระจายความร้อนที่ได้รับจากการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์จากบริเวณอุ่นไปยังบริเวณที่เย็นกว่า หากโลกไม่หมุนบนแกนของมันและมีพื้นผิวที่ราบเรียบและสม่ำเสมออากาศร้อนจะเพิ่มขึ้นที่เส้นศูนย์สูตรและไหลไปทางขั้ว มันจะเย็นลงและจมสร้างกระแสย้อนกลับไปยังเส้นศูนย์สูตรตามพื้นผิวโลก จะมีขนาดใหญ่สองเซลล์หมุนเวียนหมุนเวียนสม่ำเสมอหนึ่งในซีกโลกเหนือและหนึ่งในภาคใต้ แทนที่จะเป็นรูปแบบที่เรียบง่ายนี้การหมุนเวียนของชั้นบรรยากาศของโลกนั้นซับซ้อนกว่ามาก
แบบจำลองที่ง่ายเกินไปของรูปแบบบรรยากาศของโลกมีเซลล์การพาความร้อนขนาดใหญ่หนึ่งเซลล์ในแต่ละซีกโลก ในความเป็นจริงมีเซลล์การหมุนเวียนสามเซลล์ในแต่ละซีกโลก อากาศเขตร้อนชื้นที่อุ่นใกล้กับเส้นศูนย์สูตรจะเพิ่มขึ้นและไหลออกจากเส้นศูนย์สูตรก่อให้เกิด Hadley Cell เหนือขั้วที่มีอากาศเย็นและแห้งลงมา Ferrel Cells นั้นมีความแตกต่างกันมากและพบได้ระหว่าง Hadley และ Polar Cells
การหมุนของโลกความเอียงของแกนลักษณะพื้นผิวกระแสน้ำในมหาสมุทรและรูปแบบสภาพอากาศในท้องถิ่นล้วนส่งผลต่อรูปแบบบรรยากาศโลก แทนที่จะเป็นลมที่ไหลเป็นเส้นตรงการหมุนของโลกทำให้พวกมันโค้ง แรงโคลิโอลิสเบี่ยงเบนลมซีกโลกเหนือไปทางขวาและลมซีกโลกใต้พัดไปทางซ้าย มันก่อให้เกิดการก่อตัวของลมตะวันตกในละติจูดกลางและลมตะวันออกในเขตร้อนและขั้วโลก Coriolis Force ยังผลิตลมหมุนรอบเซลล์ที่มีความดันสูงและต่ำ
การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในการไหลเวียนของบรรยากาศเกิดจากการเอียงของแกนโลก เมื่อรังสีดวงอาทิตย์เคลื่อนตรงไปทางทิศเหนือและทิศใต้ของเส้นศูนย์สูตรฤดูกาลรูปแบบการไหลเวียนจะเปลี่ยนไป คุณสมบัติบนพื้นผิวโลกยังส่งผลต่อการไหลเวียนของอากาศในชั้นบรรยากาศด้วย พื้นที่ที่ดินขนาดใหญ่ในซีกโลกเหนือและพื้นที่มหาสมุทรที่มากขึ้นในซีกโลกใต้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเซลล์พาความร้อนสามเซลล์ในซีกโลกแต่ละแห่ง
ปัจจัยที่ซับซ้อนหลายอย่างที่มีอิทธิพลต่อการไหลเวียนของบรรยากาศทำให้เป็นเรื่องยากสำหรับมนุษย์ในการสร้างแบบจำลองการไหลเวียนของอากาศทั่วโลกอย่างเพียงพอ มันไม่ได้จนกว่าศตวรรษที่ 20 ที่มีการสร้างแบบจำลองการไหลเวียนของบรรยากาศที่แม่นยำโดยใช้คอมพิวเตอร์และข้อมูลดาวเทียม แบบจำลองเหล่านี้มีลักษณะคล้ายกับการทำงานจริงของบรรยากาศอย่างใกล้ชิดช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจรูปแบบภูมิอากาศและสภาพอากาศได้ดีขึ้น ความก้าวหน้าในการพยากรณ์สภาพอากาศในระยะแรกโดยใช้การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์พัฒนาขึ้นตามแบบจำลองที่ซับซ้อนและสมจริงมากขึ้นซึ่งทำให้การคาดการณ์แม่นยำยิ่งขึ้น แบบจำลองการไหลเวียนของบรรยากาศถูกใช้เพื่อทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระยะยาวในอดีตและทำนายผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงในอนาคต
