Temperaturinversjon, også kalt termisk inversjon, en reversering av normal oppførsel av temperatur i troposfæren (regionen av atmosfæren nærmest jordoverflaten), der et lag med kjølig luft ved overflaten blir overslagt av et lag varmere luft. (Under normale forhold synker lufttemperaturen vanligvis med høyden.)
Inversjoner spiller en viktig rolle i å bestemme skyformer, nedbør og synlighet. En inversjon fungerer som en hette på den oppadgående bevegelsen av luft fra lagene nedenfor. Som et resultat er konveksjon produsert ved oppvarming av luft nedenfra begrenset til nivåer under inversjonen. Diffusjon av støv, røyk og andre luftforurensninger er også begrenset. I regioner der en uttalt inversjon på lavt nivå er til stede, kan ikke konvektive skyer vokse høyt nok til å produsere dusjer, og på samme tid kan synligheten reduseres sterkt under inversjonen, selv i fravær av skyer, ved akkumulering av støv og røykpartikler. Fordi luft i nærheten av basen til en inversjon har en tendens til å være kjølig, er det ofte tåke der.
Inversjoner påvirker også daglige variasjoner i lufttemperatur. Den viktigste oppvarmingen av luft på dagtid produseres ved kontakt med en landoverflate som er blitt oppvarmet av solens stråling. Varme fra bakken overføres til luften ved ledning og konveksjon. Siden en inversjon vanligvis vil kontrollere det øvre nivået som varmen føres ved konveksjon, blir bare et grunt lag luft oppvarmet hvis inversjonen er lav og stor, og temperaturøkningen vil være stor.
Det er fire typer inversjoner: bakken, turbulens, innsynkning og frontal.
En bakkevending utvikler seg når luft avkjøles ved kontakt med en kaldere overflate til den blir kjøligere enn den overliggende atmosfæren; dette forekommer oftest på klare netter, når bakken raskt avkjøles av stråling. Hvis temperaturen på overflateluften synker under duggpunktet, kan det føre til tåke. Topografi påvirker størrelsen på bakkeinversjoner. Hvis landet ruller eller er kupert, har den kalde luften som dannes på de høyere landoverflatene en tendens til å renne ut i hulene, noe som gir en større og tykkere inversjon over lav grunn og liten eller ingen over høyere høyder.
En turbulens inversjon dannes ofte når ro i luften ligger over turbulent luft. Innenfor det turbulente laget bærer vertikal blanding varme nedover og kjøler den øvre delen av laget. Den ublandede luften over er ikke avkjølt og til slutt varmere enn luften nedenfor; en inversjon eksisterer da.
En inversjon i innsynkningen utvikler seg når et utbredt luftlag kommer ned. Laget komprimeres og oppvarmes av den resulterende økningen i atmosfæretrykk, og som et resultat reduseres forfallstemperaturen. Hvis luftmassen synker lavt nok, blir luften i større høyder varmere enn i lavere høyder, noe som gir en temperaturinversjon. Innvandringer i innsynkning er vanlige over de nordlige kontinentene om vinteren og over de subtropiske havene; disse regionene har vanligvis avtagende luft fordi de befinner seg under store høyttrykksentre.
En frontal inversjon oppstår når en kald luftmasse undergraver en varm luftmasse og løfter den oppover; fronten mellom de to luftmassene har da varm luft over og kald luft under. Denne typen inversjoner har en betydelig helning, mens andre inversjoner er nesten horisontale. I tillegg kan luftfuktigheten være høy, og skyer kan være til stede rett over den.
