Tiheys on materiaalin massan mittaus tietyssä tilavuudessa. Kiinteän aineen tiheys pysyy vakiona, vaikka sen ympäristö muuttuu. Kultapalkin tiheys on sama merenpinnalla, meren alla ja Mount Everestin huipulla. Kaasun, kuten ilman, tiheyteen vaikuttavat paineen, lämpötilan ja kosteuden muutokset. Ilmantiheyden muutokset voivat muuttaa kohteen liikkumista ja jopa aiheuttaa terveysongelmia.
Ilma on typen, hapen ja muiden höyrykaasujen seos. Näiden kaasujen molekyylit liikkuvat tyypillisesti nopeasti, pomppien pois toisistaan. Kun ympäristö on vakio ilman lämpötilan, paineen tai kosteuden muutoksia, tietyn tilavuuden ilmamassa pysyy vakaana. Ilman tiheyden arvo, yleensä kilogrammoina kuutiometriä kohti, lasketaan pikemminkin kuin suoraan mitattuna.
Ilmanpaineen nousu tai lasku voi vaikuttaa ilman tiheyteen. Kaksi suurta syytä ilmanpaineen muutoksiin ovat korkeus ja sääjärjestelmät. Näistä korkeus on merkittävin.
Suurimmaksi osaksi ilma tiivistyy ilmanpaineen kasvaessa. Lisäpaine pakottaa ilmamolekyylit lähemmäs toisiaan, jolloin saadaan enemmän massaa tietyssä tilavuudessa. Korkeuden kasvaessa ilmanpaine laskee: ilmamolekyylejä yhteen työntävä paine on pienempi. Tämä ilman tiheyden väheneminen tarkoittaa, että vuorikiipeilijä saa korkealla korkeudella vähemmän happea hengitettynä. Keuhkot sisältävät saman tilavuuden, mutta pienempi ilman tiheys tarkoittaa, että tilassa on vähemmän happea.
Lämpötila on toinen merkittävä tekijä, joka voi vaikuttaa ilman tiheyteen. Kun lämpötila nousee, ilmamolekyylit liikkuvat nopeammin ja pomppivat kauemmas toisistaan; siksi korkeammat lämpötilat vähentävät ilman tiheyttä. Kun ilma on tiheämpää, se vetää sen läpi liikkuvia esineitä. Esimerkiksi golfpallon osuma kuumana päivänä vuoren huipulla olevalla golfkentällä menee pidemmälle kuin yksi osuma kylmänä päivänä merenpinnan yläpuolella. Korkeat lämpötilat ja alhaisempi ilmanpaine korkeilla korkeuksilla yhdessä vähentävät ilman tiheyttä.
Vaikka suhteellisen vähäinen vaikutus, ilmakehän kosteus tai kosteus voi myös muuttaa ilman tiheyttä. Yllättäen, mitä enemmän kosteutta on ilmassa, se alentaa ilman tiheyttä. Koska molekyylien lukumäärä on vakio, kun vesimolekyylien määrä kasvaa, typpi- ja happimolekyylien määrän on vähennettävä. Veden molekyylipaino on paljon pienempi kuin kuivan ilman, jonka paino hallitsee typpeä ja happea. Siksi korkeassa kosteudessa ilman tiheys pienenee tietyn tilavuuden vähentyneen massan vuoksi.