Uma camada marinha é uma massa densa de ar fresco e úmido que se acumula sobre a superfície de grandes massas de água, especialmente oceanos. É causada por uma inversão de temperatura, o que significa que o ar próximo ao solo é mais frio, e não mais quente, enquanto o ar quente pressiona-o, impedindo que ele se dissipe. Esse fenômeno é responsável pelo nevoeiro que assola muitas comunidades costeiras e também pode causar fenômenos incomuns, como a fumaça da fogueira que se achata ao invés de flutuar para cima.
A formação de uma camada marinha pode ocorrer de várias maneiras. Geralmente, o ar fica saturado com a umidade, fazendo com que fique frio e denso, ou fica frio durante a noite e em condições nubladas. O ar mais quente acima forçará o ar frio a voltar, criando uma inversão. Uma massa de ar quente também pode flutuar sobre o ar mais frio, prendendo-o para que fique mais frio e mais denso como resultado. Se o ar ficar saturado o suficiente, ele ficará nebuloso. Essas massas de ar frio também podem ser bastante grandes, estendendo-se até a atmosfera.
As pessoas nas comunidades costeiras estão familiarizadas com a camada marinha na forma de um nevoeiro sinistro e nuvens que pairam no horizonte, esperando uma oportunidade de se mudar para a praia. À medida que as condições da praia esfriam, o ar entra, saturando a costa com neblina e, às vezes, chuviscos leves. Às vezes, as comunidades do interior podem ser extremamente quentes e ensolaradas; isso retém ainda mais o ar frio, criando uma bolha de calor que o envolve.
Muitas comunidades que experimentam esse tipo de clima também sofrem com a poluição atmosférica, material particulado que polui o ar. A fumaça pode ficar presa no ar mais frio, e a mesma inversão de temperatura que causa esse fenômeno também pode criar uma massa densa de fumaça. Em alguns casos, a poluição atmosférica pode ficar tão ruim que os cidadãos são avisados de que não devem ir ao ar livre, pois a qualidade do ar é extremamente baixa. Inversões de temperatura também podem ocorrer em vales ou depressões profundas na superfície da Terra, especialmente se elas tiverem grandes características da água, e é por isso que a Cidade do México luta contra a poluição, mesmo estando no meio do México.
Ventos fortes podem romper uma camada marinha, muitas vezes empurrando-a para a praia para que o sol possa dissipá-la. As tempestades também podem dispersá-lo, assim como a turbulência na coluna de ar.