平流層，也被稱爲同溫層，是地球大氣層中的一箇層次，位於對流層之上，中間層之下。
平流層的特點是氣溫隨高度增加而遞增，底部溫度隨高度變化不大，高層大氣主要以水平方向流動，垂直方向上的運動較弱，因此氣流平穩，基本沒有上下對流。在中緯度地區，平流層的底部位於離地表大約10公里的高度，而在極地，這個高度降低到大約8公里。上層的高度約爲50公里。
平流層的一箇重要特徵是其上部由於臭氧層的存在，吸收了大量的紫外線，導致空氣溫度隨着高度的增加而上升。這個特點使得平流層與下層的對流層形成鮮明對比，對流層的氣溫是隨高度增加而遞減的。平流層的穩定性和適宜的氣溫條件使其成爲一箇適合高空飛行的區域。