V roce 1920, rádiové signály byly používány k určení umístění a rozsahu ionosféry. Od pozdní 1940, mají-raketa nese nástroje byly použity vyšetřovat horní atmosféru. Poskytují údaje o takových věcech, jako je složení atmosféry, slunečního záření, kosmických paprsků, iontů a částic hustoty a polární záře. Podrobné studie ionosféry a magnetosféry začal s vývojem v roce 1960 vědeckých satelitů, které byly zahájeny na oběžnou dráhu Země. Přístroje na kosmických sond poskytly vědcům podrobné údaje o atmosféře Venuše, Mars a jiné planety.
toletí, kdy vědci zjistili, že atmosféra vyvíjí tlak na povrchu Země. Tyto rané studie byla omezena především na teplotních a tlakových měření provedených z různých výšek na zemském povrchu a od draků pro přístroje nést. Během pozdních 18. a počátku 19. století byly posádkou, nástroje nesoucí balóny použitý, pro měření teploty, tlak, vlhkost, magnetické pole síly, a další vlastnosti atmosféry až do výšky asi 25.000 stop (7600 m). Od sklonku 19. století, kdy se stal k dispozici nahrávání se automaticky nástroje byly používány bezpilotní balóny.
