大氣湍流有很寬的尺度譜。近地面層風速脈動的能譜函數充分顯示了這壹點，圖中為渦旋頻率，為時間，為能譜密度。 公認的大氣湍流尺度（時間尺度從0.001～0.1小時），跨越了三個量級,如果把日變化（能量峰值在10小時附近）和天氣系統的變化（能量峰值在 100小時附近）考慮在內，則譜區將更寬。
大氣湍流擴散系數的數值和研究對象的尺度有關。例如，在考慮汙染物隨風飄移的擴散過程時，飄移的距離越，大尺度湍流的影響越大。從湍流擴散系數K和湍流尺度的關系中,可以看出K值隨湍流尺度的變化從1.6×10米/秒增加到10米/秒，跨越了12個數量級。
大氣湍流在三個方向（順風、橫風和鉛直方向）的尺度和強度都不同，說明它是非各向同性的。在壹般情況下，它的鉛直分量比水平方向的兩個分量都小。在大氣邊界層中，湍流主要受地面的狀態限制。在晴空湍流區裏，湍流區本身的鉛直範圍（幾十米到幾百米）總是小於水平範圍（幾公裏到幾十公裏）。在對流雲內， 情況可能不同， 壹塊發展旺盛的濃積雲（見雲）,鉛直厚度往往超過它的水平範圍,鉛直脈動速度有時高達每秒幾米，這方面仍缺乏系統觀測的結果。大氣湍流的非各向同性還表現在湍流擴散系數的數值上。從強穩定層結到不穩定層結，鉛直湍流擴散系數的數值為2×10～10米/秒，橫向湍流擴散系數則為 10～10米/秒。