Temperatūras inversija, ko sauc arī par termisko inversiju, ir normālas temperatūras izturēšanās apvērsums troposfērā (atmosfēras reģionā, kas ir vistuvāk Zemes virsmai), kurā vēsā gaisa slāni virspusē pārklāj ar siltāka gaisa slāni. (Normālos apstākļos gaisa temperatūra parasti pazeminās līdz ar augstumu.)
Inversijām ir liela nozīme mākoņu formu, nokrišņu un redzamības noteikšanā. Inversija darbojas kā vāciņš gaisa kustībai uz augšu no zemāk esošajiem slāņiem. Rezultātā konvekcija, kas rodas, sildot gaisu no apakšas, ir ierobežota līdz līmenim zem inversijas. Arī putekļu, dūmu un citu gaisa piesārņotāju izplatīšanās ir ierobežota. Reģionos, kur ir izteikta zema līmeņa inversija, konvektīvie mākoņi nevar izaugt pietiekami augsti, lai radītu dušu, un tajā pašā laikā redzamību var ievērojami samazināt zem apgrieziena, pat ja mākoņu nav, uzkrājoties putekļiem un dūmu daļiņas. Tā kā gaiss pie apgrieziena pamatnes mēdz būt vēss, tur bieži ir migla.
Apgriezieni ietekmē arī gaisa temperatūras izmaiņas diennaktī. Galvenā gaisa sildīšana dienas laikā rodas, saskaroties ar zemes virsmu, kuru sakarst Saules starojums. Siltums no zemes tiek novadīts gaisā ar vadīšanu un konvekciju. Tā kā inversija parasti kontrolē augšējo līmeni, uz kuru siltums tiek novadīts ar konvekciju, tad karsē tikai seklu gaisa slāni, ja apgriezieni ir mazi un lieli, un temperatūras paaugstināšanās būs liela.
Ir četru veidu inversijas: grunts, turbulence, iegrimšana un frontāla.
Zemes inversija veidojas, kad gaiss tiek atdzesēts, saskaroties ar aukstāku virsmu, līdz tas kļūst vēsāks nekā atmosfēra; tas visbiežāk notiek skaidrās naktīs, kad zeme strauji atdziest ar starojuma palīdzību. Ja virszemes gaisa temperatūra nokrītas zem tā rasas punkta, var rasties migla. Topogrāfija lielā mērā ietekmē zemes inversiju lielumu. Ja zeme ir slīdoša vai pauguraina, aukstāks gaiss, kas izveidojies uz augstākām zemes virsmām, parasti izplūst dobumos, radot lielāku un biezāku apgriezienu virs zemas zemes un nelielu vai vispār nevienu virs augstākiem pacēlumiem.
Bieži rodas turbulences inversija, kad mierīgs gaiss pārsniedz turbulentu gaisu. Vētrainā slānī vertikālā sajaukšana veic siltumu uz leju un atdzesē slāņa augšējo daļu. Nesamaisīts gaiss virs tā netiek atdzesēts un galu galā ir siltāks nekā gaiss zemāk; tad pastāv inversija.
Krituma inversija attīstās, kad nolaižas plašs gaisa slānis. Slāni saspiež un silda, palielinoties atmosfēras spiedienam, un rezultātā samazinās temperatūras pazemināšanās ātrums. Ja gaisa masa nogrimst pietiekami zemā līmenī, tad gaiss augstākā augstumā kļūst siltāks nekā zemākā augstumā, radot temperatūras inversiju. Nokrišņu inversijas ir raksturīgas ziemeļu kontinentiem ziemā un subtropu okeāniem; šajos reģionos parasti ir pazeminošs gaiss, jo tie atrodas zem lieliem augstspiediena centriem.
Frontālā inversija notiek, kad auksta gaisa masa samazina siltu gaisa masu un paceļ to uz augšu; tad priekšpusē starp divām gaisa masām ir silts gaiss virs un auksts gaiss zemāk. Šāda veida inversijai ir ievērojams slīpums, turpretim citi apgriezieni ir gandrīz horizontāli. Turklāt mitrums var būt augsts, un tieši virs tā var būt mākoņi.
