冷空气（Cold air），位于低温区的空气。冷空气和暖空气是从气温水平方向上的差别来定义的。遥远的北冰洋、严寒的西伯利亚是冷空气的发源地。
冷气团多数在极地与西伯利亚大陆上形成，其范围纵横长达数千公里，厚度达几公里到几十公里。冷空气过境会带来雨、雪等，使温度陡然下降。每次冷空气入侵的强度不一样，有强有弱，降温幅度有多有少。
冷空气像潮水一样涌动，受其影响范围广，可达到2千公里以上。由于移动的路径不同，受影响的区域也不同。时间和范围也会有所不同。
天气预报中，常常提起“一股从西西伯利亚来的冷空气前锋上午达到新疆北部……”、“来自蒙古国的一股冷空气进入中国内蒙古东部至河套西部一带，冷空气将东移南下……”这样一类言语。入侵中国冷空气的产地在西西伯利亚还是在蒙古国？它的“老家”在哪里？
其实，遥远的北冰洋、严寒的西伯利亚是冷空气的发源地。冷空气最初都来自北冰洋地区，然后经过西伯利亚地区得到加强。因为这些地区的纬度高，冬季黑夜漫长，白昼很短，日照时间非常少。在极地，甚至会出现极夜，太阳从不露脸蛋。因此，大地从太阳那里得到的热量十分微弱；而夜间，地面却向太空辐射损失许多热量，近地层大气随着地面不断冷却，气温越来越低，冷空气堆积在一起将变得越来越多。这一团温度极低的冷空气堆在西北气流的引导下，将自北向南推进，影响蒙古国、中国的北方、中国东部或中国大部地区。
中国的寒冷天气，乃是西伯利亚冷空气频频南下的结果。西伯利亚是北半球的“寒极”，所以才使我国成为世界同纬最冷。西伯利亚冷空气在天气图上表现为一个冷气团南下。但冷气团不是孤立的，在天气图上常常是更大的天气系统——气旋的一部分。气旋主要由一对冷暖气团组成，大体冷气团在西，暖气团在东。这种温带气旋不断地逆时针旋转并同时从西向东移动。冷暖气团之间的分界线，叫冷锋。冷锋过后，当地从暖气团进入冷气团，风向由南风转为北风。这就是谚语“南风刮到底，北风来还礼”的原因所在。因此，冷锋后会发生剧烈降温。
强度根据强弱程度，中国将冷空气分为五个等级：弱冷空气、中等强度冷空气、较强冷空气、强冷空气和寒潮。
弱
使某地的日最低气温48小时内降温幅度小于6℃的冷空气。
中等
使某地的日最低气温48小时内降温幅度大于或等于6℃但小于8℃的冷空气。
较强
使某地的日最低气温48小时内降温幅度大于或等于8℃，但未能使该地日最低气温下降到8℃或以下的冷空气。
强
使某地的日最低气温48小时内降温幅度大于或等于8℃，而且使该地日最低气温下降到8℃或以下的冷空气。
寒潮
使某地的日最低气温24小时内降温幅度大于或等于8℃，或48小时内降温幅度大于或等于10℃，或72小时内降温幅度大于或等于12℃，而且使该地日最低气温下降到4℃或以下的冷空气。
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