Een inversie is een term uit de meteorologie die aangeeft dat de temperatuur in een laag van de atmosfeer een omgekeerd verloop heeft dan normaliter het geval is. Normaal wordt het steeds kouder, hoe hoger men in de atmosfeer komt. Bij een inversie wordt het over een gedeelte van de hoogte steeds warmer.
Een inversie treedt in Nederland vaak 's zomers op, bij windstil en onbewolkt weer gedurende de nacht. In dit geval komt het doordat de bodem dan sterk afkoelt en de lucht hierboven warm is na een warme dag.
Een inversielaag kan zichtbaar worden bij een rookpluim uit een schoorsteen. Doordat de warme lucht uit de rookpluim een relatief warme luchtlaag tegenkomt, stijgt de rookpluim niet verder omhoog en verspreidt de rook zich horizontaal. Men ziet dan een vertikale rookkolom, die zich plotseling op een bepaalde hoogte horizontaal uitbreidt, alsof de pluim bij een glazen plafond is aangeland.
Een eigenschap van een inversielaag is dat geluidsstralen, die op het aardoppervlak zijn ontstaan, een kromming naar beneden ervaren. Bij een inversie is geluid daardoor op aanzienlijk grotere afstand hoorbaar dan zonder inversie. Normaliter vertonen geluidsstralen een kromming naar omhoog.