不穩定氣流是指空氣流動時，空間各點上的參數隨時間而改變的氣流。這種氣流的特點是較重的空氣在較輕的空氣上面，當一塊空氣因為某種原因上升時，無論上升至什麼高度，都會覺得自己比周圍空氣暖而輕，因此會繼續上升。相反來說，當它下降時，一定會感到自己比周圍空氣冷而重，所以會繼續下降。不穩定大氣的垂直運動，大多是由於氣流遇到障礙而產生。當空氣接觸較暖地面或水面因而受熱，或高空有冷空氣流入，都可發展不穩定情況。垂直氣流能將地面附近不潔淨的空氣帶往高空，所以近地地面處能見度良好。垂直氣流亦能使飛機發生顛簸現象，稱為湍流。