Fenômeno climático natural que ocorre em diversos locais do planeta, principalmente nos meses de inverno, sendo mais comuns no final da madrugada e início da manhã = pico de perda de calor da superfície por irradiação gerando, portanto, temperaturas mais baixas. Com as temperaturas, tanto do solo quanto do ar, mais frias, há uma inversão das camadas de ar: o ar frio (mais denso) não consegue subir, e o ar mais quente (menos denso) não chega a descer. Ao nascer do Sol, o solo e o ar junto a ele vão aquecendo lentamente e o fenômeno vai gradativamente se desfazendo.
No meio urbano, a inversão térmica, por concentrar ar frio nas camadas mais baixas da atmosfera, dificulta a dispersão de poluentes emitidos por várias fontes nessas áreas. Cidades como São Paulo e Londres são marcadas pela ocorrência deste fenômeno e o consequente agravamento da poluição.