國際航空聯合會定義在100公里的高度為卡門線，為大氣層和太空的界線定義。美國認定到達海拔80公里的人為太空人，在太空船重返地球的過程中，120公里是空氣阻力開始發生作用的邊界。

空間學上，把天空分為兩個部分研究，也就是“天”和“空”。宇宙空間，亦稱外太空、外層空間，簡稱空間、外空或太空，指的是相對於地球大氣層之外的虛空區域，外太空通常用來和領空（領土）劃分區別。 宇宙空間太空和地球大氣層並沒有明確的邊界，因為大氣隨著海拔增加而逐漸變薄。假設大氣層溫度固定，大氣壓會由海平面的1000毫巴，隨著高度增加而呈指數化減少至零為止。

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天空是地球重要的組成部分，在古代中國有天圓地方的說法。

人可以在天空觀測氣象或天文現象，從而得知天氣變化、時間的流逝或自己的方位。日出日落可知一日中的時間，晚上月亮的盈虧可以知道一個月的時間。北斗星可以指示北方。雲的厚度和形狀可以知道會否下雨。

在天空可以欣賞到許多美麗的現象，如彩虹、極光和流星雨等。雀鳥會在天空飛翔。 由於石油等化石性燃料使用的增加而產生的懸浮質，特別是那些會在燃燒後釋放二氧化硫的煤等燃料的影響，自1973年以來，除了歐洲，天空的能見度正在逐步降低。