原理
假定大氣是靜止的、乾潔的理想氣體，在給定海平面氣溫、氣壓、密度以及溫度隨高度變化的廓線的條件下，由流體靜力學方程和氣體狀態方程計算得到各高度的溫度、氣壓和密度的數據。另外，在標準大氣中還對各高度上大氣的成分、標高、重力加速度、空氣質點數密度、質點平均速度、平均碰撞頻率、平均自由程、平均分子量、音速、粘滯係數、熱傳導率等有所規定。它可作為壓力測高表校準、航空器性能計算、飛機和火箭設計、彈道查算表和氣象圖表製作的依據。
大氣測量中國國家標準規定的標準大氣壓， 採用海平面溫度為15℃，氣壓為1013.25百帕，密度為1.2250千克/米3；在11千米以下，高度每增高100米，溫度降低0.65℃；在11～20千米，溫度保持－56.5℃。這樣規定的標準大氣壓，與中國中緯度（北緯45°）實際大氣十分接近。
國內
鑒於多年來中國尚無統一的大氣標準,而USSA-1976是一個較為成熟的大氣模式，其50公里以下已為ISO選用，且同ICAO和WMO標準大氣的相應部分也一致，其30公里以下同中國中緯度(45°N)實際大氣又十分接近，故中國國家標準總局已將USSA-1976的30公里以下部分選作中國的國家標準(GB1920-80)，自1980年5月1日起實施。當然，在考慮具體問題時，仍應注意緯度和季節對實際大氣的影響。
參考大氣
鉛直方向溫度、氣壓和密度按一種假定的規律分布的模式大氣。它能粗略反映中緯度地區多年的大氣年平均狀況，並得到一國或國際組織所承認。一種標準大氣，除相隔多年發現和實際情況相差較大應做修正外，不許經常變動。如果同時考慮大氣參數隨緯度和季節等變化而擬訂的大氣模式，則稱為參考大氣或標準大氣補充。
國際提案
1919年A.圖森提出了第一個國際標準大氣提案。該模式採用的海平面溫度為15℃；在11公里以下，高度每增加100米，溫度降低0.65℃；在11～20公里範圍內,溫度保持-56.6℃。這個標準,在1920年被作為制定早期航空標準大氣的基礎，1922年被歐洲很多國家所採用。該模式給定的對流層中溫度的分布，仍為現代各標準大氣所採用。多年來，國際上曾出現過多種大氣模式，其中除了有美、蘇等國編制的標準大氣外，還有為國際標準化組織(ISO)、世界氣象組織(WMO)、國際民用航空組織(ICAO)和空間研究委員會(COSPAR)等所採用的標準大氣或參考大氣，在國際上影響較大的是1962年和1976年的美國標準大氣。
1962年美國標準大氣(USSA-1962)是由美國標準大氣推廣委員會（COESA）提出的，它能反映太陽黑子數從最小值到最大值期間,中緯度地區在-5～700公里高度範圍的大氣全年平均狀況。1964年國際民用航空組織就採用它作為32公里以下大氣的國際標準，1973年也採用它作為50公里以下大氣的國際標準。ICAO和WMO參加了ISO的有關標準大氣的全部起草過程，這一標準在當時為美、蘇、英、法、日等20個成員國所贊成，並取得了國際上的廣泛承認。以後，從火箭和衛星探測的豐富資料中人們發現，1962年美國標準大氣規定的密度，在70～80公里範圍內，約偏大10%,在90公里附近，約偏小10%；所規定的外逸層溫度,偏高500K。因此，COESA對USSA-1962進行了修訂，編制出1976年美國標準大氣。它能代表中等太陽活動期間，中緯度地區由地面到1000公里的理想靜態大氣的平均結構。這個標準在位勢高度51公里以下和USSA-1962完全相同，50～80公里與ISO的暫用國際標準一致。COESA工作組認為，USSA-1976是表示大氣平均狀況的最佳模式。
