在中国古代，古人很早就知道海拔越高，温度越低的道理，很多诗人甚至根据这个现象写了很多诗篇，最著名的就是苏轼，在他的《水调歌头》里面就有高处不胜寒的诗篇，白居易也在他的《大林寺桃花》中写道。
人间四月芳菲尽，山寺桃花盛开。
为什么山寺桃花开得那么晚？因为山上高啊，高就意味着温度低，挑花自然开得晚。事实上，如果你居住在山区，很容易就会发现，河边的水果永远最早成熟，而山上的往往都是最晚，这些都是海拔越高，温度越低的事实，我们也习惯了。
但是，认真思考，你就会觉得奇怪，海拔越高，意味着离太阳越近，尽管近不了多少，但怎么说也不应该海拔越高，气温越低才对，至少应该是低海拔和高海拔的温度差不多。但是为什么低海拔的温度反而比高海拔的温度更高呢？是什么导致的？有什么科学原理？
有人猜想，高海拔和低海拔最大的差距就是大气压，温度是不是与气压有关呢？然后他们联系实践，发现在给轮胎打气时，轮胎会越来越热，于是他们如获至宝，认为抓住了关键，于是断言，气压高的地方温度低，这就是海拔越高温度越低的原理。但事实上是如此吗？其实高处热的时候也很热的，有句俗语是这样的，早穿棉，午穿纱，挨着火炉吃西瓜，从里面我们可以看出，海拔高的地方也可以很热，这貌似和气压越高温度越低相违背了。
事实上，高处不胜寒另有原因，不是简简单单的气压关系。我们知道，阳光直接照射地球的时候，大气会挡住部分阳光，而海拔高的地方空气稀薄，所以得到的阳光自然就最多，因此在这种时候海拔高的地方往往就更热。但地球不光接受太阳光，还会辐射能量出去，在海拔高的地方，由于空气稀薄，自然不可能阻挡多少能量，但在海拔低的地方，气体密度大，自然就能吸收更多的地球辐射能量。这也就是海拔低的地方温度高，而海拔高的地方总是温差大的原因，但这不是唯一的原因，还有一个更重要的原因。
还有一个原因就是温室效应，你没有看错，我们都知道温室效应的可怕，而地球温室效应的主要气体是二氧化碳和甲烷，二氧化碳的相对分子质量比氮气的大，所以二氧化碳在地势低的地方含量比较多，再看甲烷，虽然它相对分子质量小，但它产生的环境非常特殊，所以也是低洼的地方比较多。除了温室气体本身的原因，还有就是地势低的地方，人类和动物往往会更多，而二氧化碳的主要来源是呼吸作用和燃烧等，因此，人和动物越多就意味着二氧化碳越多，温度也就越高。
所以，高处不胜寒的科学原理就是高处的温室气体往往比较少，但也有例外，比如臭氧层，因为臭氧的关系，尽管海拔够高，但温度一样不低。