A camada de ar mais fria situa-se sobre a mais quente e trata-se de uma situação permanente que pode derivar de várias causas, dentre as quais o super-resfriamento da superfície e a entrada de massas de ar quente.

Ela favorece a concentração de poluentes atmosféricos, porque a camada de inversão interrompe as correntes ascendentes, bloqueando a dispersão das partículas poluidoras.

As características do sítio urbano como, por exemplo, fundo de vale ou depressões, são elementos que impedem, de forma decisiva, o aparecimento de inversões térmicas.

As inversões térmicas são mais freqüentes no verão e, geralmente, são responsáveis pelos episódios menos críticos de poluição que acontecem em áreas rurais e em pequenas cidades.

A presença de poluentes na atmosfera tem provocado, em todas as áreas da superfície terrestre, o fenômeno da inversão térmica, responsável pela elevação dos níveis das águas oceânicas.