海拔越高气温越低主要是以下几个原因：
大气吸收地面辐射减少
地面是大气的主要热源。太阳辐射透过大气到达地面后，地面吸收太阳辐射而增温，同时地面又以长波辐射（地面辐射）的形式向大气传递热量。
在对流层中，随着海拔的升高，离地面的距离越来越远，大气能够接收到的地面辐射也就越来越少。这就好比靠近火炉会感觉温暖，而离火炉越远，获得的热量越少。例如，在低海拔地区，地面辐射可以使近地面大气充分受热，而在高海拔地区，由于距离地面较远，地面辐射经过长距离传输后已经有很大程度的衰减，大气获得的热量减少，从而导致气温降低。
大气稀薄保温作用减弱
大气对地面有保温作用，这主要是通过大气逆辐射来实现的。大气逆辐射是大气吸收地面辐射后，又以辐射的方式将热量返回给地面的过程。
随着海拔高度的增加，大气变得越来越稀薄。稀薄的大气中，水汽、二氧化碳等温室气体的含量相对较少。这些温室气体能够吸收地面辐射并产生大气逆辐射，对地面起到保温作用。在高海拔地区，由于大气稀薄，温室气体少，大气逆辐射弱，对地面的保温作用就不明显。比如在高山顶部，大气稀薄，热量很容易散失到宇宙空间，而难以像在低海拔地区那样被大气较好地保存下来，使得气温降低。
空气的对流运动影响
在对流层中，空气存在对流运动。一般情况下，近地面空气受热膨胀上升，在上升过程中，空气会逐渐冷却。
高海拔地区的空气通常是由较低海拔处的空气对流上升而来的。这些上升的空气在上升过程中，由于气压降低而膨胀，根据物理学原理，气体膨胀是一个消耗自身内能的过程，会导致空气温度降低。就像给气球放气时，气体膨胀，会感觉气体变凉一样。这种空气的对流冷却机制使得高海拔地区的气温较低。