Rừng mưa nhiệt đới được chia làm các tầng khác nhau, hay còn gọi là lớp, với thảm thực vật được cấu tạo thành một mô hình chiều dọc từ mặt đất đến tán rừng.[16] Mỗi tầng là một quần thể sinh vật duy nhất bao gồm các loại động thực vật khác nhau, thích nghi với điều kiện sống ở riêng tầng đó. Chỉ có tầng trội (tầng vượt tán) là độc nhất ở rừng mưa nhiệt đới, trong khi các tầng khác cũng được tìm thấy ở rừng mưa ôn đới.

Tầng thảm tươi

Là tầng thấp nhất, chỉ nhận được 2% lượng ánh sáng mặt trời. Chỉ có những thực vật nào thích nghi được với ánh nắng ít mới có thể phát triển được dưới này. Cách xa khỏi các bờ sông, đầm lầy và các khoảng rừng thưa, nơi mà các cây tầng thấp rậm rạp được tìm thấy, thì tầng thảm tươi lại tương đối ít các loài thực vật bởi vì ít ánh sáng mặt trời đến được. Điều này cho phép các loài động vật lớn có thể di chuyển dễ dàng hơn, chẳng hạn như: các loài có móng guốc như hươu đùi vằn (Okapia johnstoni), heo vòi (tapirus sp.), tê giác Sumatra (Dicerorhinus sumatrensis), và các loài khỉ không đuôi giồng như khỉ đột đồng bằng phía Tây (Gorilla gorilla), cũng như nhiều loài bò sát, lưỡng cư, và côn trùng. Tầng thảm tươi cũng có các phần thực vật và động vật đang trong trạng thái phân hủy, mà sẽ biến mất nhanh chóng, bởi vì điều kiện ấm, ẩm ướt sẽ đẩy nhanh quá trình phân hủy. Nhiều loại nấm phát triển ở đây cũng giúp phân hủy xác động vật và thực vật.

Tầng dưới tán

Tầng dưới tán nằm giữa tầng tán chính và tầng thảm tươi. Tầng dưới tán là nhà của nhiều loài chim, động vật có vú nhỏ, côn trùng, bò sát, và thú săn mồi. Bao gồm báo (Panthera pardus), ếch phi tiêu độc (Dendrobates sp.), Nasua nasua (họ Gấu mèo Bắc Mỹ), trăn Mỹ nhiệt đới (Boa constrictor), và nhiều loại bọ cánh cứng.[5] Thảm thực vật tại tầng này thường bao gồm các cây bụi chịu bóng, thảo mộc, cây gỗ nhỏ, và các loại dây leo thân gỗ lớn mà hay bò lên các cây gỗ để đón ánh sáng mặt trời. Chỉ có khoảng 5% ánh sáng mặt trời xuyên qua được tầng tán chính để đến được tần dưới tán, làm cho thực vật tần dưới tán ít khi phát triển lên đến 3 m (10 feet). Để thích nghi với mức độ ánh sáng thấp như thế này, các thực vật ở đây thường tiến hóa với lá to hơn. Nhiều cây con mà sẽ phát triển đến tầng tán chính đều nằm ở tầng dưới tán.

Tầng tán chính

Tầng tán chính là tầng quan trọng nhất của một khu rừng, tạo thành phần mái che cho hai tầng còn lại. Nó bao gồm phần lớn các cây gỗ to nhất, thường là cao từ 30–45 m. Các cây thường xanh cao, lá rộng là các cây chiếm ưu thế. Những khu vực có quần thể sinh vật rậm rạp nhất thường được tìm thấy tại tầng tán chính của rừng, vì nó thường hỗ trợ nhiều quần thể thực vật biểu sinh bao gồm lan, cây họ dứa, rêu và địa y. Những thực vật biểu sinh này bám vào các thân và cành, nhánh của cây để lấy nước và khoáng chất từ mưa và các mảng vật chất thu được từ các cây hỗ trợ. Quần thể động vật ở đây cũng tương tự như trên tầng trội, nhưng đa dạng hơn. Người ta cho là tổng tất cả các loài chân khớp của tầng tán chính nhiệt đới có thể lên đến 20 triệu loài.[17] Những loài khác sống ở tầng này bao gồm nhiều loài chim, chẳng hạn như Ceratogymna elata, Hedydipna collaris, vẹt xám châu Phi, Ramphastos sulfuratus, vẹt hồng cũng như các loài động vật khác như Ateles, Papilio antimachus, Bradypus, Potos flavus, Tamandua.[5]

Tầng trội (Tầng vượt tán)

Tầng trội có ít các cây gỗ lớn, mọc cao hơn tầng tán chính, vươn đến độ cao 45 – 55 m, dù rằng thỉnh thoảng một vài loài sẽ mọc cao đến 70 – 80 m.[16][18] Ví dụ như cây Lecythis ampla.[19] Những cây này cần phải có khả năng chịu được nhiệt độ cao và gió mạnh mà hay xuất hiện ở trên tầng tán chính tại một số vùng. Vài loài động vật đặc biệt sống tại tầng này chẳng hạn như đại bàng rừng châu Phi, Colobus polykomos, dơi quạ lớn.[5]

Tuy nhiên, sự phân tầng không phải luôn luôn rõ ràng. Các khu rừng mưa luôn thay đổi không ngừng và nhiều thay đổi ảnh hưởng đến cấu trúc của rừng. Ví dụ, khi các cây tầng trội và tầng tán chính bị đổ, chúng sẽ tạo ra các khoảng hở. Những khoảng hở trên tầng tán chính của rừng được biết đến là rất quan trọng đối với việc trồng và phát triển của cây ở rừng mưa. Người ta đánh giá rằng khoảng 75% các loài cây tại La Selva Biological Station, Costa Rica đều phụ thuộc vào các khoảng hở tại tầng tán chính để nảy mầm hạt giống hay để phát triển qua khỏi giai đoạn cây con.[20]