对流层和平流层的传统定义是基于大气温度垂直结构，对流层顶对应于温度最冷点（“冷点对流层顶”）或温度递减率满足一定阈值的高度（即WMO的热力学定义）。后来研究表明，对流层和平流层的区别并不总是这么清晰，而是存在一个大气层既有对流层又有平流层的特征。在热带地区，从对流层向平流层的转换在垂直方向上可以延伸数千米，这个转换层称作热带对流层顶层（TTL，有时也称热带转换层）。

在热带，现在人们普遍认为，对流层顶作为一个转换层更加有意义，并称之为热带对流层顶层或热带转换层。热带对流层顶不再视为一个物质界面，而看作垂直数千米厚的一个区域，该区域中的空气同时具有平流层和对流层的特征，是对流层对流过程引起的垂直质量通量与平流层（布鲁尔-多布森环流）所引起的垂直质量通量之间的转换区域。该层控制着对流层大气进入平流层的输送过程，是大气成分（如水汽、短寿命物质等在平流层化学中具有重要作用）“通向平流层之门”，因此在平流层化学和全球气候中具有重要作用。

与对流层顶的定义一样，热带对流层顶层上下边界的确定也有一定的任意性，存在较大的争议。关于热带对流层顶层下边界，一种观点采用最小位温递增率高度。在热带对流层顶层下方对流调整占主导地位，而上方辐射过程占主导地位。在对流层中下部，空气在经历湿绝热过程中不断失去水分，在对流层上部逐渐遵循干绝热过程，温度递减率达到最大（dT/dz= 9.8K/km）；随着对流的消失，温度廓线开始趋向于平流层辐射平衡，温度递减率将下降。对于干绝热而言，位温递增率为零；因此位温递增率最小的高度就是对流影响最大的高度。该观点认为对流对热力结构影响最大的高度可以定为热带对流层顶层的底部。资料分析表明，位温递增率最小高度位于10～14千米（250～150百帕），也是哈得来（Hadley）环流最大向极流高度和热带对流层水平风场最大辐散高度。在该高度常常对应于臭氧混合比最小值高度，这是低层空气最大出流（outflow）的标志，因为低层空气臭氧混合比很低。

另一种观点认为该高度太低，其中空气仍然具有对流层的典型特征，不同时具备对流层和平流层特征。尽管从化学示踪物所看到的高度通常反映温度结构，但是也依赖于所考虑的特定成分，因此某一给定示踪物所提供的信息不足以定义热带对流层顶层。该观点把热带对流层顶层的底部定义为净辐射加热为零的高度，大致在14.5～15千米附近（150百帕）。从该高度开始向上，对流失去对热力结构影响（潜热释放加热）的主导作用。该高度以下，卷出深对流的气块经下沉返回地面，而下方卷出空气将上升进入平流层。因此，对流必须至少把空气输送到零辐射加热率高度，空气才能上升进入平流层。

资料分析也表明，无论是短时间尺度（与对流相关）还是空间大尺度上的温度异常，都在该高度发生符号转变：下方为暖/冷异常，而上方为冷/暖异常；在季节时间尺度上，从该高度开始向上温度呈现下平流层典型的年循环。

关于热带对流层顶层上边界，一种观点根据温度廓线选取冷点对流层顶。冷点对流层顶是一个方便而有意义的选择，因为平流层水汽主要受到该温度的控制。冷点对流层顶几乎对应于最小饱和水汽混合比高度相同（这对于进入平流层的水汽很关键），在水汽顶（水汽最小值高度）高度以下1～2千米。尽管冷点对流层顶以上的部分空气可能具有对流层特征，甚至还会出现一些对流，但该高度以上空气基本是平流层特征。另一种观点认为，传统的对流层顶高度空气（温度递减率定义或最冷点定义）在很多方面最具热带对流层顶层特征，因此应该是其中的一部分，而不是上边界。该观点把顶定为70 百帕，强调该高度以下的水平流场型式（如高层季风反气旋）受到热带对流层过程（如对流加热的地理分布）的影响，另外70 百帕也是静力稳定度最大的高度，同时也是云偶尔能观测到的最高高度。该高度与热带质量垂直通量廓线分布也比较一致。通过分析17千米以上垂直质量通量廓线，确定热带对流层顶层顶部位于19千米附近。他们基于辐射传输计算来估算垂直质量通量，辐射计算中考虑了温度、水汽、臭氧以及云信息。垂直质量通量在热带对流层顶层内随高度显著减小，直到热带对流层顶层顶部通量不再减小，几乎维持不变，则把热带对流层顶层顶部定为定常质量通量区域的底部。计算表明，热带对流层顶层顶部位于18.7千米（～70百帕）。