Stratosféra sahá od tropopauzy do výšky asi 30 mil (48 km) nad zemským povrchem. Stratosféře obsahuje ozónovou vrstvu, která se rozprostírá od asi 9 do 19 mil (15 až 30 km). Ozón je forma kyslíku, ve kterém každá molekula obsahuje tři atomy kyslíku místo nalezené v běžné dva atomy kyslíku. Ozonová vrstva absorbuje většinu ultrafialového záření ze slunce a brání dosažení zemského povrchu. Ve stratosféře je dosaženo zvýšení teploty pomalu se zvyšující výšku až do spodní části ozonové vrstvy; Teplota potom rychle zvyšuje skrz horní stratosféry.
Vzduch uvnitř stratosféry je suchý. Mraky se vyskytují jen zřídka. Vysokorychlostní letadla často létat v nižší stratosféře kvůli nedostatku mraků a bouří, a protože odpor vzduchu je nízká. Letadla, které létají ve stratosféře musí být pod tlakem kabiny a přísun kyslíku, protože vzduch je příliš tenký pro dýchání. Horní hranice stratosféry je stratopauza.
Mezosféra sahá od stratopauza do nadmořské výšky asi 50 mil (80 km). Teploty v této vrstvě pokles s výškou až do mezopauza, což je horní hranice mesosphere.
The thermosphere sahá od mezopauza do asi 300 mil (480 km), nad zemí. Teploty v thermosphere zvýšení přibývající nadmořskou výškou. Termosféra obsahuje vysokou koncentraci elektricky nabitých částic sestávajících z atomů a molekul, které ztratily jeden nebo více elektronů. Tyto částice, zvané ionty, se vyrábějí ultrafialové záření, rentgenové záření, a kosmického záření. Termosféra, spolu s horní částí mesosphere, který také obsahuje vysokou koncentraci iontů, je často nazýván ionosféry. Různé úrovně ionosféry odrážejí rádiové vlny některých frekvencí. Na světelné jevy zvané polární záře se vyskytují také v ionosféře.
magnetosféry, nebo exosféra, začíná v nadmořské výšce asi 300 mil (480 km). Kosmické záření a jiných vysoce energetických částic z vesmíru jsou uvězněni uvnitř magnetosféry pomocí magnetických sil vyplývajících ze zemského magnetismu. Tyto pasti částice vyskytují v největší koncentraci jako pásy Vana Allena záření. Magnetosféra má obecný tvar protáhlého slza, se prodlužovat daleko do prostoru ve směru od Slunce.
Historie výzkum atmosféry
Vědecké studie zemské atmosféry začal v polovině 17. s
