고층운(高層雲, 영어: altostratus)은 기상학에서 구름을 분류하는 10종 기본 운형 중 하나에 해당하는 중층운이다. 높층구름 또는 흰색차일구름이라고도 불린다.
고층운은 일반적으로 지표면에서 약 2~7km 높이의 중층에서 나타나며, 때로는 상층에서 관측되기도 한다. 두께는 수백 미터에서 수천 미터에 이르며, 구름의 정상부는 약 1km 높이까지 도달할 수 있다. 두꺼운 고층운의 경우 상층부는 빙정(얼음 결정)으로, 중층부는 빙정·눈송이·과냉각 물방울의 혼합물로, 하층부는 대부분 과냉각 물방울이나 물방울로 구성된다. 반면 얇은 고층운은 물방울만으로 이루어져 있는 경우도 있다.
고층운은 얼룩이 없는 고른 모양을 나타낼 때도 있고, 줄기가 있는 섬유나 털 모양의 조직을 나타내기도 한다. 이 구름의 엷은 부분에서는 반투명 유리를 통해서 보는 것처럼 해와 달의 위치가 어렴풋이 드러날 정도이며, 두꺼운 권층운과 형태가 유사하지만 햇무리나 달무리 현상은 나타나지 않는다. 두꺼운 고층운에서는 약한 비나 눈이 내리기도 한다.
고층운은 온대 저기압의 온난전선이 접근할 때 나타나는 경우가 많아, 날씨 변화의 전조로 해석되기도 한다. 고층운의 운층이 점차 두꺼워지면서 구름의 바닥이 낮아져 난층운으로 발달하는 경우가 많다. 국제적인 구름 분류에서 고층운의 기호는 As로 표기된다.
