Dichte ist das Maß für die Masse eines Stoffes in einem gegebenen Raumvolumen. Bei einem Festkörper bleibt die Dichte konstant, selbst wenn sich seine Umgebung ändert. Die Dichte eines Goldbarrens ist auf Meereshöhe, unter dem Ozean und auf dem Gipfel des Mount Everest gleich. Bei einem Gas wie Luft wird die Dichte durch Druck-, Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen beeinflusst. Änderungen der Luftdichte können die Bewegungsfreiheit eines Objekts verändern und sogar gesundheitliche Probleme verursachen.
Luft ist ein Gemisch aus Stickstoff, Sauerstoff und anderen Spurengasen. Die Moleküle dieser Gase bewegen sich typischerweise schnell und prallen voneinander ab. Bei einer konstanten Umgebung ohne Temperatur-, Druck- oder Feuchtigkeitsänderungen bleibt die Luftmasse in einem gegebenen Raumvolumen stabil. Der Wert der Luftdichte, der im Allgemeinen in Kilogramm pro Kubikmeter angegeben wird, wird berechnet und nicht direkt gemessen.
Erhöhungen oder Verringerungen des Luftdrucks können die Dichte der Luft beeinflussen. Die beiden Hauptgründe für Luftdruckänderungen sind Höhen- und Wettersysteme. Von diesen ist die Höhe die bedeutendste.
Meist wird die Luft mit steigendem Luftdruck dichter. Der zusätzliche Druck drückt die Luftmoleküle enger zusammen, was zu mehr Masse im gegebenen Volumen führt. Mit zunehmender Höhe sinkt der Luftdruck: weniger Druck drückt die Luftmoleküle zusammen. Diese Abnahme der Luftdichte führt dazu, dass ein Bergsteiger in großer Höhe beim Einatmen weniger Sauerstoff bekommt. Die Lunge enthält das gleiche Volumen, aber die geringere Luftdichte bedeutet, dass weniger Sauerstoff im Raum ist.
Die Temperatur ist der andere wichtige Faktor, der sich auf die Dichte der Luft auswirken kann. Wenn die Temperatur steigt, bewegen sich die Luftmoleküle schneller und prallen weiter auseinander; daher führen höhere Temperaturen zu einer geringeren Luftdichte. Wenn Luft dichter ist, erzeugt sie einen Luftwiderstand an Objekten, die sich durch sie hindurch bewegen. Ein Golfball, der an einem heißen Tag auf einem Golfplatz auf einem Berg geschlagen wird, geht beispielsweise weiter als ein Schlag an einem kalten Tag auf Meereshöhe. Die hohe Temperatur und der niedrigere Luftdruck in großen Höhen führen zu einer geringeren Luftdichte.
Obwohl dies ein relativ kleiner Effekt ist, kann die Feuchtigkeit oder Feuchtigkeitsmenge in der Atmosphäre auch die Dichte der Luft ändern. Überraschenderweise führt je mehr Feuchtigkeit in der Luft zu einer geringeren Luftdichte. Da die Anzahl der Moleküle konstant ist, muss die Anzahl der Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle abnehmen, wenn die Anzahl der Wassermoleküle zunimmt. Das Molekulargewicht von Wasser ist viel niedriger als das von trockener Luft, deren Gewicht von Stickstoff und Sauerstoff dominiert wird. Bei hoher Luftfeuchtigkeit nimmt daher die Luftdichte aufgrund der reduzierten Masse in einem gegebenen Volumen ab.