En astronomie, une atmosphère planétaire est l'enveloppe externe gazeuse d'un corps planétaire (planète, planète naine, satellite), constituée principalement de gaz neutres ou ionisés (à l'état plasma).
La limite externe de l'atmosphère n'est jamais nette, il n'est pas possible d'indiquer un endroit précis où elle finirait et où commencerait l'espace interplanétaire. On la fixe arbitrairement à l'altitude où une majorité de molécules sont trop rapides pour être retenues par la gravitation et s'échappent vers l'espace. La limite interne est la transition avec un état condensé (de composition différente ou non) ; elle est nette mais on n'en connaît pas toujours la position exacte.
Dans le Système solaire, les géantes gazeuses (Jupiter et Saturne) ont une atmosphère essentiellement constituée d'hydrogène et d'hélium (comme la majorité des étoiles), jusqu'à une profondeur significative (par rapport au rayon). Plus en profondeur, le mélange H2-He est dans un état condensé.
Les géantes de glaces (Uranus et Neptune) sont constituées en majeure partie d'eau, de méthane et d'ammoniac, mais possèdent une épaisse atmosphère principalement constituée d'hydrogène et d'hélium.
Les planètes telluriques (Terre, Vénus, Mars) ainsi que trois satellites de planètes géantes (Titan, Encelade et Triton) ont une atmosphère moins significative, composée de molécules plus lourdes que l'hydrogène et l'hélium.
D'autres corps célestes du Système solaire possèdent une très fine atmosphère constituée de sodium (la Lune et Mercure), d'oxygène (Europe) ou de soufre (Io). La planète naine Pluton est aussi dotée d'une enveloppe gazeuse lorsqu'elle est au plus près du Soleil, mais ces gaz sont solidifiés sur la plus grande partie de son orbite.
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