Inverzija je situacija u kojoj slojevi atmosfere ne djeluju normalno, inhibirajući normalne vremenske procese i često zadržavajući smog, dim i oblake blizu tla. Najčešći oblik inverzije je temperaturna inverzija, iako inverzije mogu imati i druge oblike. U suštini, inverzija se može smatrati zaokretom u prirodnom poretku stvari, potiskivanjem konvekcije i drugih procesa koji omogućuju da zrak kruži zemljom.
U normalnim uvjetima, vrući zrak blizu tla polako se diže prema gore, gurajući se kroz sloj hladnijeg zraka. Kada dođe do temperaturne inverzije, hladniji zrak se skuplja u blizini tla, a sloj vrućeg zraka pritišće se na njega. To tjera da se oblaci, smog i onečišćenje zarobe u blizini tla, jer se ne mogu dizati prema gore, a temperaturna inverzija ponekad može doći do eksplozije, s jakim grmljavinom ili tornadom.
Jedan klasični oblik temperaturne inverzije je morska inverzija, uzrokovana hladnim zrakom s površine oceana koji se gura na obalu. Morske inverzije objašnjavaju zašto su mnoge obale diljem svijeta maglovite. Inverzije se također često javljaju u dolinama, gdje topli zrak pritišće hladniji zrak u dolini. Budući da se mnoga urbana područja nalaze u dolinama ili blizu oceana, često pate od ekstremnog onečišćenja pogoršanog inverzijama.
Vremenska inverzija ne utječe samo na vrijeme u okolnom području. Inverzije također mogu utjecati na zdravlje ljudi, kao u slučaju inverzije koja zarobljava zagađenje, a također mogu narušiti vidljivost gurajući veliku naoblaku blizu tla. Inverzije također mogu igrati smiješne trikove s radio signalima i zvukovima; radio signali su često jači tijekom inverzije, na primjer, a jaka magla karakteristična za morske inverzije može učiniti neobične stvari na šumove, čineći ih daljim ili bližim nego što stvarno jesu.
Inverzije se u konačnici rješavaju same od sebe, ponekad prilično naglo, a ponekad se pojavljuju i nestaju nekoliko puta tijekom dana. U drugim slučajevima, inverzija može lebdjeti nekoliko dana, što često dovodi do zabrinutosti oko kvalitete zraka i potencijalno opasnih vremenskih uvjeta.
Inverzije zatvaranja, u kojima sloj vrućeg zraka zarobljava sloj hladnijeg zraka, poznate su na Srednjem zapadu, jer kada se kapa konačno slomi, može se osloboditi ogromna količina energije, što rezultira teškim vremenskim uvjetima. “Hladan” zrak u takvim inverzijama često je zapravo prilično topao, pa se te inverzije mogu osjećati vrlo opresivno i napeto dok konačno ne nestanu.