總的來說，大氣溫度隨著海拔的升高而降低，每升高100m，溫度降低約0℃或6℃。也就是說，在幾千米以下，低層大氣始終是高溫低密度，高層大氣是低溫高密度，“頭重腳輕”。這種大氣層結容易產生上下滾動，即“對流”運動，可以將近地層的汙染物輸送到高空甚至很遠的地方，從而降低城市上空的汙染程度。所以壹般情況下，城市上空的空氣是輕度汙染，對人體健康影響不大。但在某些天氣條件下，地面以上的大氣結構會出現溫度隨高度增加而升高的異常現象，導致“頭重腳輕”的大氣層結，氣象學家稱之為“逆溫”，出現逆溫現象的大氣稱為“逆溫層”。它就像壹床厚厚的被子覆蓋著我們的城市和農村。上下兩層空氣減少流動，近地層空氣汙染物“無路可走”，只好原地不動，空氣汙染勢必加重。
造成“倒掛”現象的原因是多方面的。對於中國的冬季，近地層的溫度下降很快，主要是由於地面的輻射冷卻。寒流來襲時，地面受冷空氣團控制，天氣晴朗，風力小，氣溫低。特別是在夜間，地面熱量輻射(輻射)到高空，使近地面溫度迅速下降，而高層大氣溫度下降緩慢，產生所謂“升溫降溫”的“逆溫”和“現象”。有時候白天日照不足，地面升溫緩慢，也會長時間維持“逆溫”，空氣汙染日益嚴重。
出現反轉現象的原因有很多，列舉如下:
1.地面輻射降溫:在無風或微風的晴朗夜晚，地面因輻射而迅速降溫，靠近地面的大氣也隨之降溫。因為空氣離地面越近，地面的影響越大，所以離地面越近越降溫；離地面越遠，溫度下降越少，從而形成離地面的逆溫。隨著地面輻射降溫的加劇，逆溫逐漸向上擴展，黎明時達到最強。壹般日出後，太陽輻射逐漸增加，地面溫度迅速升高，逆溫自下而上逐漸消失。夏夜短，逆溫層薄且消失快，冬夜長逆溫層厚且消失慢。
2.空中下沈:多發生在山區。山坡上的冷空氣下沈到谷底，谷底原本較暖的空氣被冷空氣推高，造成逆溫。這種逆溫主要是在壹定的地形條件下形成的。所以也叫地形反轉。比如美國的洛杉磯，三面環山，每年有200多天逆溫。
或者如下所列:
1，輻射逆溫，是地面長波輻射冷卻形成的。在晴朗無風的夜晚，地面輻射減弱，地面大氣快速降溫，上層大氣緩慢降溫，形成逆溫。
2.鋒面逆溫是指暖空氣在冷空氣上方移動，在冷暖空氣交匯處形成鋒面。如果鋒面冷暖空氣溫差大，就會形成逆溫。
3.地形反轉是由局部地形條件造成的。在河谷盆地，夜間重冷空氣沿山坡流動，在谷底聚集，形成下部冷空氣層，上部暖空氣層。
4.水庫水面的溫差也會造成逆溫。比如長江三峽工程建成後的三峽水庫，會引起逆溫，使庫區夏季溫度降低，冬季溫度升高2C左右，對庫區工業排汙有壹定影響。