Над нагретым слоем верхней стратосферы, после стратопаузы, т. е. выше 55 км. лежит мезосфера, простирающаяся до 80 км. В ней температура вновь падает до —90° С.
На высотах от 80 до 90 км находится мезопауза с постоянной температурой около 180° С.
Над ней расположена термосфера, простирающаяся до 800—1000 км. Как показывает название термосферы, температура в ней повышается: на высоте 150 км до 220° С, а на уровне 600 км до 1500° С.
Под действием ультрафиолетовой и электрической радиации Солнца нарушается строение молекул и атомов газов: от электронных оболочек отрываются некоторые электроны, в пространстве находятся и целые атомы и атомы, потерявшие электроны, и отдельные электроны. Такое состояние вещества называется сверхгазовым, или плазмой, а процесс расщепления атомов и образования заряженных электронов — ионизацией. Поэтому термосфера называется еще и ионосферой. Главный максимум ионизации приурочен к высотам 300—400 км.
По отношению к биосфере термосфера (ионосфера) выполняет защитную роль: поглощая рентгеновское излучение, она защищает жизнь от вредного воздействия солнечной короны.
