기온(氣溫, air temperature)은 대기의 온도를 나타내는 기상학적 개념으로, 지구 대기의 여러 층에서 측정된 온도를 의미한다. 기온은 태양 복사, 습도, 고도, 지리적 위치, 계절 등 다양한 요인에 의해 결정된다.
국제적으로는 지상으로부터 1.25m에서 2m 사이에 위치한 공기의 온도를 지상 기온으로 규정하며, 대한민국에서는 지면으로부터 1.5m 높이에서 측정한 공기의 온도를 표준으로 삼는다. 이러한 측정 기준은 세계기상기구(World Meteorological Organization, WMO)에 의해 정의된다.
지표 부근의 기온은 일반적으로 백엽상(百葉箱)과 같이 표준화되고 환기가 잘 되며 흰색으로 칠해진 계기 보호소 내부에 온도계를 설치하여 측정한다. 상공의 기온은 철탑에 온도계를 부착하거나 라디오존데(radiosonde) 등 체류 기구를 이용하여 관측한다. 기온의 측정 단위로는 국제단위계(SI)의 기본 단위인 켈빈(K)이 사용되며, 일상적인 기상 정보에서는 섭씨온도(℃) 또는 화씨온도(℉)가 널리 사용된다. 우리나라를 포함한 동양과 유럽에서는 섭씨온도를, 미국을 포함한 일부 영어권 국가에서는 화씨온도를 주로 사용한다.
대기의 온도는 지구 표면으로부터의 고도에 따라 크게 달라지며, 대기의 네 층인 대류권, 성층권, 중간권, 열권을 특징짓는 요인이 된다. 대류권에서는 고도가 높아질수록 평균적으로 킬로미터당 약 6.5℃의 비율로 온도가 감소한다. 성층권에서는 고도에 따라 온도가 일정하게 유지되다가 이후 증가하기 시작하는데, 이는 오존층이 태양의 자외선을 흡수하면서 열을 발생시키기 때문이다. 중간권은 지구 대기 중 가장 낮은 온도를 보이며, 열권은 강한 이온화 방사선을 받아 대기 전체에서 가장 따뜻한 온도가 관측된다.
하루 중 최고 기온과 최저 기온의 차이를 일교차(日較差)라고 한다. 기온 범위는 평균 기온, 평균 습도, 바람의 체제, 바다와 같은 큰 수역과의 거리 등 여러 요인에 따라 달라진다. 열대 지방과 같이 적도에 가까운 지역은 일반적으로 연중 기온 변화가 작은 반면, 위도가 높아질수록 연교차가 커지는 경향이 있다.
세계 평균 지표면 기온은 약 14℃로 알려져 있다. 전지구 기온의 개념은 기후학에서 일반적으로 사용되며, 지표면 또는 대류권 측정값을 기반으로 계산된 지구의 평균 온도를 의미한다. 이러한 측정값은 위성 또는 지상 관측을 통해 얻어지며, 온도 기록 데이터베이스나 컴퓨터 모델을 통해 종합·분석된다. 과거의 장기적인 기후를 추정할 때는 나무의 연륜, 빙하 코어, 퇴적물 등 프록시(proxy) 데이터가 활용된다.
대한민국 기상청은 매 시간 기온을 관측하며, 일 평균값은 3시간 간격으로 관측한 값을 평균하여 산출한다. 기온 관측의 정확성과 표준화는 기상 예보, 기후 연구, 농업, 공공 안전 등 다양한 분야에서 중요한 기초 자료로 활용된다.
