Mit zunehmender Höhe sinkt die Temperatur, und zwar um etwa 6 Grad Celsius pro 1000 Höhenmeter. So kann es sein, dass auf der Zugspitze in 2.962 Meter Höhe über dem Meeresspiegel nur -1°C gemessen wird. Gleichzeitig steigt in München, auf 519 Meter Höhe, das Thermometer auf 14° C. In Gebirgsregionen ist es wegen der großen Höhe viel kälter als in tiefer gelegenen Regionen des gleichen Breitengrades. Und noch etwas ändert sich mit der Höhe, nämlich die Niederschläge. Weil kalte Luft weniger Feuchtigkeit speichern kann als warme, regnet oder schneit es oben mehr als unten. Selbst in den Tropen liegt deshalb auf Hochgebirgen wie den Anden oder dem Kilimandscharo Schnee.

Abhängig von den sinkenden Temperaturen und dem steigenden Niederschlag wechselt auch die Art der Vegetation. So bilden sich im Gebirge auf kleinem Raum verschiedene Vegetationszonen, die Höhenstufen genannt werden. Teilweise sind die Grenzen dieser Höhenstufen deutlich zu erkennen, zum Beispiel die Baum- oder die Schneegrenze.

In den Alpen und anderen Hochgebirgen der gemäßigten Breiten beginnen die Höhenstufen mit der sogenannten Hügellandstufe, in der noch Landwirtschaft betrieben wird. In Richtung Gipfel folgt die Bergstufe mit Misch- und Nadelwäldern. Oberhalb der Baumgrenze gedeihen nur noch verschiedene Zwergsträucher und Wiesen, die im Sommer oft als Viehweide für die Almwirtschaft genutzt werden. Über der Schneegrenze fehlt die Vegetation völlig, weil Kälte, Schnee und Eis das Pflanzenwachstum verhindern.

Auch in anderen Klimazonen besitzen Gebirge solche Höhenstufen. Dort gedeihen jedoch andere Pflanzengemeinschaften und die Höhenstufen sind verschoben: So liegt die Schneegrenze in den Tropen viel höher als etwa in den Alpen.

Die einfachste Antwort liegt nahe: Sie unterscheiden sich durch ihre Höhe. Hochgebirge beginnen ab 1500 – manche sagen auch ab 2000 – Meter über dem Meeresspiegel. Es sind also Gebirge, deren Gipfel weit über die Baumgrenze hinausragen. Typisch für Hochgebirge ist außerdem, dass sie von Gletschern geformt werden und steile Bergwände haben.

Mittelgebirge dagegen besitzen weder Gletscher noch steile Flanken. Ihre Landschaft ist eher hügelig und abgerundet. Das liegt daran, dass ihre Entstehung noch viel weiter zurückliegt als die der Alpen. Ursprünglich wurden auch sie zu Hochgebirgen aufgetürmt – vor mehr als 300 Millionen Jahren. Doch anders als in den Alpen findet in den Mittelgebirgen schon lange keine Hebung mehr statt. Sie werden nur noch abgetragen, ihre Formen rund geschliffen. Manche von ihnen sind bereits so stark verwittert und abgetragen, dass vom einstigen Hochgebirge nur noch der Rumpf übrig ist: die Rumpfgebirge. Zu ihnen gehören zum Beispiel das Erzgebirge und das Fichtelgebirge.

Während ihrer langen Geschichte wurden die Mittelgebirge ständig umgestaltet. Auch die Auffaltung der Alpen ging nicht spurlos an ihnen vorüber. Die Kräfte der aufeinanderprallenden Platten setzten die alten Rümpfe der Mittelgebirge ordentlich unter Druck. Wegen ihres hohen Alters war das Gestein allerdings so fest und starr geworden, dass es nicht weiter gefaltet werden konnte. Wie eine gigantische Eisfläche zerbrach es stattdessen in riesige Schollen. Manche sanken in die Tiefe, andere begannen sich zu heben. Absinkende Schollen wurden zu tiefen Gräben, sich hebende Schollen entwickelten sich zu Hochplateaus. Die Landschaft, die daraus entstand, sind Bruchschollengebirge wie der Harz. Sein höchster Berg, der Brocken, ist immerhin 1141 Meter hoch. Zum Hochgebirge reicht das nicht, so dass der Harz klar zu den Mittelgebirgen gehört.

Auf der Nordhalbkugel sind West- und Mitteleuropa ein Teil der gemäßigten Breiten, außerdem der mittlere Teil Nordamerikas und Mittelasien. Eine viel kleinere Fläche besitzt diese Klimazone auf der Südhalbkugel: Neuseeland, Südost-Australien, der Süden Afrikas und Südamerikas gehören dazu. In den gemäßigten Breiten lebt über ein Drittel der Weltbevölkerung, vor allem die hoch entwickelten Industrienationen wie die USA, Japan, China und viele Staaten Europas.

Frühling, Sommer, Herbst und Winter – ausgeprägte Jahreszeiten sind ein besonderes Kennzeichen der gemäßigten Zone. Weil die Temperaturen im Rhythmus der Jahreszeiten wechseln, hat sich die Vegetation angepasst. Um den Frost im Winter zu überleben, werfen die Laubbäume im Herbst ihre Blätter ab und bilden im Frühjahr neue. Nadelbäume sind durch die Wachsschicht ihrer Nadeln besonders gut gegen große Kälte geschützt. Laub- und Mischwälder sind die in den gemäßigten Breiten typische Vegetation.

Je weiter wir uns den Polen nähern, desto kälter wird es. In dieser kalt-gemäßigten Zone mit ihren langen Wintern wachsen vor allem Nadelbäume, weil sie besonders gut an eisige Temperaturen angepasst sind. Auf der Nordhalbkugel gibt es daher einen breiten Gürtel von Nadelwäldern in weiten Teilen Kanadas und Russlands, die auch als Taiga bekannt sind.

Typisch für die gemäßigte Zone ist: Je weiter man ins Landesinnere gelangt, desto trockener wird es. Während es im französischen Brest am Atlantischen Ozean das ganze Jahr über viel regnet, ist es in Sibirien weit im Inneren des Kontinents viel trockener. Dort sind auch die Temperaturunterschiede zwischen Sommer und Winter viel höher. Bei einem solchen trockenen Klima mit starken Temperaturschwankungen spricht man von Kontinentalklima. Wegen der großen Trockenheit wächst hier kaum Wald. Dagegen sind vermehrt Steppen zu finden – je nach Region auch Prärie (Nordamerika) oder Pampa (Südamerika) genannt. An manchen Orten ist es sogar so trocken, dass sich Halbwüsten und Wüsten, wie die Gobi in Zentralasien, gebildet haben.

Die Strahlung der Sonne ist nicht überall auf der Erde gleich stark. Wie intensiv sie die Erde erwärmt, hängt vom Winkel der Sonneneinstrahlung und damit vom Breitengrad ab. Weil die Sonne in der Nähe des Äquators das ganze Jahr über fast senkrecht steht, wird die Erde hier sehr stark aufgeheizt. In Richtung der Pole treffen die Sonnenstrahlen in einem immer flacheren Winkel auf: Die gleiche Sonnenenergie verteilt sich auf eine immer größere Fläche. Daher wird es umso kühler, je größer die Entfernung zum Äquator ist. So entstehen Regionen mit unterschiedlichem Klima, die Klimazonen.

Nach der Stärke der Sonneneinstrahlung lassen sich vier verschiedene Klimazonen auf dem Festland der Erde einteilen: Die Tropen rund um den Äquator, die Subtropen (vom lateinischen Wort „sub“ für „unter“) zwischen dem 23. und dem 40. Breitengrad, die gemäßigte Zone unserer Breiten und die Polargebiete um Nord- und Südpol. Wie Gürtel ziehen sie diese Klimazonen in Ost-West-Richtung um die Erde.

Das Klima hängt jedoch nicht nur vom Breitengrad ab, auch andere Einflüsse spielen eine Rolle. So liegt auf dem Kilimandscharo Schnee, obwohl er in den Tropen liegt. Dass sein Gipfel vereist ist liegt daran, dass die Temperatur mit zunehmender Höhe sinkt. Gebirgsklima ist also immer kühler als tiefer liegende Gebiete.

Auch die Entfernung zum Meer wirkt sich aufs Klima aus: Wasser kann Sonnenwärme länger speichern als das Festland. Außerdem wärmt es sich langsamer auf als das Land. Dadurch wirkt das Meerwasser wie ein Puffer auf die Temperaturen. In Küstennähe ist das Klima daher mild. Im Landesinneren fehlt dieser Wärmeausgleich und es herrscht kontinentales Klima, bei dem die Temperaturen viel stärker schwanken als im maritimen Klima in der Nähe des Meeres.

Pflanzen richten sich nach dem Klima: Wo welche Arten zu Hause sind, wird vor allem von der Temperatur und von der Niederschlagsmenge bestimmt. Darum gibt es auf der Erde viele verschiedene Regionen mit bestimmten Pflanzengemeinschaften: die Vegetationszonen. Weil die Art der Vegetation vom Klima abhängig ist, verlaufen diese Vegetationszonen, ähnlich den Klimazonen, ungefähr parallel zum Äquator.

Zu den typischen Vegetationszonen gehört zum Beispiel der Regenwald in den immerfeuchten Tropen. Mit zunehmender Entfernung vom Äquator sind die Graslandschaften der Savannen, auf denen vereinzelt auch Bäume und Sträucher gedeihen, die typische Vegetation. In Richtung der Pole folgen die Subtropen mit Wüsten und Halbwüsten, die besondere Gewächse der wechsel- und der immerfeuchten Subtropen, die Laub- und Mischwälder der gemäßigten Breiten und die Nadelwälder der kalt gemäßigten Zone. In den Gebieten um die Pole wachsen nur noch besonders abgehärtete Sträucher, Moose und Flechten. Diese letzte Vegetationszone vor der polaren Wüste aus Eis heißt Tundra.

Nicht immer sind die Grenzen der Vegetationszonen leicht zu erkennen, ihre Übergänge sind fließend. Das liegt auch daran, dass der Mensch Einfluss auf die Pflanzenwelt nimmt: Indem er Wälder rodet, das Land bewirtschaftet und Städte erbaut, verändert er die ursprüngliche Vegetation. Wer beschreiben möchte welche Pflanzen im Moment tatsächlich wachsen, spricht bei der Einteilung auch von Ökozonen.