Konveksi atmosfer adalah hasil dari ketidakstabilan lingkungan-bidang, atau lapisan perbedaan suhu di atmosfer. Perbedaan tingkat perubahan dalam massa udara kering dan lembap menyebabkan ketidakstabilan. Pencampuran udara pada siang hari yang memperluas ketinggian lapisan batas planet menyebabkan peningkatan angin, awan kumulus, dan penurunan permukaan titik embun. Konveksi lembap menyebabkan pengembangan badai, yang sering kali bertanggung jawab untuk cuaca buruk di seluruh dunia. Ancaman khusus dari badai petir termasuk hujan es, downburst, dan tornado.
Potensi konveksi di atmosfer sering diukur dengan profil suhu/titik embun atmosfer dengan ketinggian. Potensi ini sering ditampilkan pada diagram Skew-T atau diagram termodinamika serupa lainnya. Ini dapat diplot dengan mengukur analisis suara, yang merupakan pengiriman radiosonde yang dilampirkan pada balon ke atmosfer untuk melakukan pengukuran dengan ketinggian.