Распределение Больцмана используется для анализа атмосферных явлений, в частности для описания распределения молекул газа по высоте в поле тяжести. 12

Согласно этому распределению, концентрация молекул больше там, где меньше их потенциальная энергия. 1 Частицы с большей вероятностью располагаются в тех точках пространства, где потенциальная энергия меньше. 1

Распределение Больцмана объясняет, как в земной атмосфере молекулы воздуха распределены определённым образом и не скучены на поверхности Земли. 2 Это происходит благодаря совокупному действию теплового движения молекул и сил притяжения. 2

Кроме того, с помощью распределения Больцмана можно описать, как меняется состав воздуха с ростом высоты: например, возрастает концентрация газов с малой молярной массой, таких как водород и гелий. 1