Gustoća je mjerenje mase materijala u danom volumenu prostora. Za čvrstu materiju, gustoća ostaje konstantna čak i kada se mijenja okolina. Gustoća zlatne poluge je ista na razini mora, ispod oceana i na vrhu Mount Everesta. Za plin kao što je zrak, na gustoću utječu promjene tlaka, temperature i vlage. Promjene u gustoći zraka mogu promijeniti koliko se lako objekt pomiče, pa čak i mogu uzrokovati zdravstvene probleme.
Zrak je mješavina dušika, kisika i drugih plinova u tragovima. Molekule ovih plinova obično se kreću brzo, odbijajući se jedna od druge. Kada je okolina konstantna bez promjena temperature, tlaka ili vlage, masa zraka u danom volumenu prostora ostat će stabilna. Vrijednost gustoće zraka, općenito izražena u kilogramima po kubičnom metru, izračunava se, a ne izravno mjeri.
Povećanje ili smanjenje tlaka zraka može utjecati na gustoću zraka. Dva glavna razloga za promjene tlaka zraka su visina i vremenski sustavi. Od njih je nadmorska visina najznačajnija.
Uglavnom, zrak postaje gušći kako se tlak zraka povećava. Dodatni pritisak tjera molekule zraka bliže jedna drugoj, što rezultira većom masom u danom volumenu. Kako se visina povećava, tlak zraka opada: manji je pritisak koji gura molekule zraka zajedno. Ovo smanjenje gustoće zraka znači da planinar na velikim visinama dobiva manje kisika kada udahne. Pluća imaju isti volumen, ali manja gustoća zraka znači da je u prostoru manje kisika.
Temperatura je drugi glavni čimbenik koji može utjecati na gustoću zraka. Kada se temperatura poveća, molekule zraka se kreću brže i odbijaju se dalje; stoga više temperature rezultiraju manjom gustoćom zraka. Kada je zrak gušći, stvara otpor prema objektima koji se kreću kroz njega. Na primjer, loptica za golf pogođena u vrućem danu na golf igralištu na vrhu planine ići će dalje od jednog udarca na hladnom danu na razini mora. Visoka temperatura i niži tlak zraka koji se nalaze na velikim visinama zajedno smanjuju gustoću zraka.
Iako je relativno mali učinak, vlaga ili količina vlage u atmosferi također može promijeniti gustoću zraka. Začudo, što više vlage u zraku ima za posljedicu manju gustoću zraka. Budući da je broj molekula konstantan, kada se broj molekula vode povećava, broj molekula dušika i kisika mora se smanjiti. Molekularna težina vode je mnogo manja od one suhog zraka čijom težinom dominiraju dušik i kisik. Pri visokoj vlažnosti, dakle, gustoća zraka opada zbog smanjene mase u zadanom volumenu.