Η αντιστροφή είναι μια κατάσταση κατά την οποία τα στρώματα της ατμόσφαιρας δεν λειτουργούν κανονικά, εμποδίζοντας τις φυσιολογικές καιρικές συνθήκες και συχνά παγιδεύοντας αιθαλομίχλη, καπνό και σύννεφα κοντά στο έδαφος. Η πιο κοινή μορφή αναστροφής είναι η αναστροφή της θερμοκρασίας, αν και οι αναστροφές μπορούν να λάβουν και άλλες μορφές. Ουσιαστικά, μια αντιστροφή μπορεί να θεωρηθεί ως μια ανατροπή στη φυσική τάξη των πραγμάτων, που καταστέλλει τη μεταφορά και άλλες διαδικασίες που επιτρέπουν στον αέρα να κάνει τον κύκλο της γης.
Σε κανονικές συνθήκες, ο ζεστός αέρας κοντά στο έδαφος ανεβαίνει αργά προς τα πάνω, πιέζοντας μέσα από ένα στρώμα ψυχρότερου αέρα. Όταν συμβαίνει αναστροφή της θερμοκρασίας, ψυχρότερος αέρας συγκεντρώνεται κοντά στο έδαφος, με ένα στρώμα ζεστού αέρα να πιέζει προς τα πάνω πάνω του. Αυτό αναγκάζει τα σύννεφα, την αιθαλομίχλη και τη ρύπανση να παγιδευτούν κοντά στο έδαφος, επειδή δεν μπορούν να κυλήσουν προς τα πάνω και η αναστροφή της θερμοκρασίας μπορεί μερικές φορές να σπάσει εκρηκτικά, με ισχυρές καταιγίδες ή ανεμοστρόβιλους.
Μια κλασική μορφή αναστροφής θερμοκρασίας είναι η θαλάσσια αναστροφή, που προκαλείται από τον δροσερό αέρα από την επιφάνεια του ωκεανού να ωθείται στην ακτή. Οι θαλάσσιες αναστροφές εξηγούν γιατί πολλές ακτές σε όλο τον κόσμο είναι ομιχλώδεις. Οι αναστροφές εμφανίζονται επίσης συνήθως σε κοιλάδες, όπου ο ζεστός αέρας πιέζει τον ψυχρότερο αέρα στην κοιλάδα. Δεδομένου ότι πολλές αστικές περιοχές βρίσκονται σε κοιλάδες ή κοντά στον ωκεανό, συχνά υποφέρουν από ακραία ρύπανση που επιδεινώνεται από αναστροφές.
Η αναστροφή του καιρού δεν επηρεάζει μόνο τον καιρό στη γύρω περιοχή. Οι αναστροφές μπορούν επίσης να επηρεάσουν την ανθρώπινη υγεία, όπως στην περίπτωση μιας αναστροφής που παγιδεύει τη ρύπανση, και μπορούν επίσης να επηρεάσουν την ορατότητα αναγκάζοντας το μεγάλο σύννεφο κοντά στο έδαφος. Οι αναστροφές μπορούν επίσης να παίξουν αστεία κόλπα με ραδιοσήματα και ήχους. Τα ραδιοσήματα είναι συχνά ισχυρότερα κατά τη διάρκεια μιας αναστροφής, για παράδειγμα, και η έντονη ομίχλη που χαρακτηρίζει τις θαλάσσιες αναστροφές μπορεί να κάνει περίεργα πράγματα στους θορύβους, κάνοντάς τα να φαίνονται πιο μακριά ή πιο κοντά από ό, τι είναι στην πραγματικότητα.
Οι αναστροφές επιλύονται τελικά, μερικές φορές απότομα και μερικές φορές εμφανίζονται και εξαφανίζονται αρκετές φορές κατά τη διάρκεια μιας ημέρας. Σε άλλες περιπτώσεις, μια αναστροφή μπορεί να αιωρείται για αρκετές ημέρες, συχνά οδηγώντας σε ανησυχίες για την ποιότητα του αέρα και τις δυνητικά επικίνδυνες καιρικές συνθήκες.
Οι αναστροφές κάλυψης, στις οποίες ένα στρώμα ζεστού αέρα παγιδεύει ένα στρώμα ψυχρότερου αέρα, είναι διαβόητες στη Μέση Δύση, επειδή όταν τελικά σπάσει το καπάκι, μπορεί να απελευθερωθεί τεράστια ποσότητα ενέργειας, με αποτέλεσμα κακοκαιρία. Ο «δροσερός» αέρας σε τέτοιες αναστροφές είναι συχνά στην πραγματικότητα αρκετά ζεστός, οπότε αυτές οι αναστροφές μπορεί να αισθάνονται πολύ καταπιεστικές και τεταμένες μέχρι να εξαφανιστούν τελικά.