大氣圈是變化最快，也是對人類生活影響最大的一圈。它的變化不但受到其他四圈的影響，也受人類活動的影響。其他圈對人類的影響，也是透過大氣圈產生，所以大氣圈是氣候系統最重要的核心部份。大氣的成分以氮的含量最多，約占78%，其次為氧，約占21%，水氣約占1%， 而眾所熟悉的二氧化碳只占大氣的0.038%，其餘還有氬、臭氧等微量氣體。大氣圈的厚度大約有100至120公里，大氣和氣圈外的太空之間並沒有明確的界線。最靠近地面的10 或20公里稱為對流層，有75%的大氣集中在這一層，也是天氣系統和雲雨及對流運動最活躍的地方。10公里以上至50公里的大氣稱為平流層，因為擾動較少，是噴射機的主要飛行空間，氣象探空氣球也只能升到50公里的高度。50公里以上至90公里稱為中氣層，殞石往往在穿過中氣層時就已燃燒殆盡。
水圈是由地球上的水所組成，包括海洋、湖泊、江河和地表以及地下水。海洋和陸表的水透過蒸發或蒸散轉變為水氣進入大氣，水氣在大氣中形成雲、雨、雪等之後，有一部分降落地面，一部分留在陸上或流入海洋，還有一部分則滲入地下成為地下水或地下徑流。這種週而復始的變化稱為水循環。
岩石圈是指固體地球的表層部分，既包括陸地也包括海洋， 如積雪、冰河和海冰都是屬於岩石圈的範圍。岩石圈透過陸面過程影響大氣。
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| 地球氣候系統五大圈示意圖 |
- Atmosphere-Biosphere Interaction : 大氣圈與生物圈交互作用
- Atmosphere-Ice Interaction : 冰氣交互作用
- Biosphere : 生物圈
- Changes in Solar Inputs : 太陽輸入大氣輻射的變化
- Changes in the Atmosphere : 大氣圈的變化:
- Changes in the Cryosphere : 岩石圈的變化:
- Changes in the Hydrological Cycle : 水文循環的變化
- Changes in/on the land surface : 陸面/陸表的改變
- Changes in the Oceany : 海洋的變化
- Hydrosphere:Ocean : 水圈:海洋
- Hydrosphere:Rivers & Lakes : 水圈:河流,湖泊
- Ice-Ocean Coupling : 冰海耦合
- Ice Sheet : 冰層
- Land Surface : 陸表
- Land-Atmosphere Interaction : 陸氣交互作用
- Percipitation Evaporaion : 降雨與蒸發
- Soil-Biosphere Interaction : 土壤與生物圈交互作用
- Terrestrial Radiation : 地面輻射
- Volcanic Activiey : 火山活動
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