在中國古代，古人很早就知道海拔越高，溫度越低的道理，很多詩人甚至根據這個現象寫了很多詩篇，最著名的就是蘇軾，在他的《水調歌頭》裡面就有高處不勝寒的詩篇，白居易也在他的《大林寺桃花》中寫道。
人間四月芳菲盡，山寺桃花盛開。
為什麼山寺桃花開得那麼晚？因為山上高啊，高就意味著溫度低，挑花自然開得晚。事實上，如果你居住在山區，很容易就會發現，河邊的水果永遠最早成熟，而山上的往往都是最晚，這些都是海拔越高，溫度越低的事實，我們也習慣了。
但是，認真思考，你就會覺得奇怪，海拔越高，意味著離太陽越近，儘管近不了多少，但怎麼說也不應該海拔越高，氣溫越低才對，至少應該是低海拔和高海拔的溫度差不多。但是為什麼低海拔的溫度反而比高海拔的溫度更高呢？是什麼導致的？有什麼科學原理？
有人猜想，高海拔和低海拔最大的差距就是大氣壓，溫度是不是與氣壓有關呢？然後他們聯繫實踐，發現在給輪胎打氣時，輪胎會越來越熱，於是他們如獲至寶，認為抓住了關鍵，於是斷言，氣壓高的地方溫度低，這就是海拔越高溫度越低的原理。但事實上是如此嗎？其實高處熱的時候也很熱的，有句俗語是這樣的，早穿棉，午穿紗，挨著火爐吃西瓜，從裡面我們可以看出，海拔高的地方也可以很熱，這貌似和氣壓越高溫度越低相違背了。
事實上，高處不勝寒另有原因，不是簡簡單單的氣壓關係。我們知道，陽光直接照射地球的時候，大氣會擋住部分陽光，而海拔高的地方空氣稀薄，所以得到的陽光自然就最多，因此在這種時候海拔高的地方往往就更熱。但地球不光接受太陽光，還會輻射能量出去，在海拔高的地方，由於空氣稀薄，自然不可能阻擋多少能量，但在海拔低的地方，氣體密度大，自然就能吸收更多的地球輻射能量。這也就是海拔低的地方溫度高，而海拔高的地方總是溫差大的原因，但這不是唯一的原因，還有一個更重要的原因。
還有一個原因就是溫室效應，你沒有看錯，我們都知道溫室效應的可怕，而地球溫室效應的主要氣體是二氧化碳和甲烷，二氧化碳的相對分子質量比氮氣的大，所以二氧化碳在地勢低的地方含量比較多，再看甲烷，雖然它相對分子質量小，但它產生的環境非常特殊，所以也是低洼的地方比較多。除了溫室氣體本身的原因，還有就是地勢低的地方，人類和動物往往會更多，而二氧化碳的主要來源是呼吸作用和燃燒等，因此，人和動物越多就意味著二氧化碳越多，溫度也就越高。
所以，高處不勝寒的科學原理就是高處的溫室氣體往往比較少，但也有例外，比如臭氧層，因為臭氧的關係，儘管海拔夠高，但溫度一樣不低。