Die Thermosphäre ist die heißeste Schicht der Atmosphäre. Sie erstreckt sich von 80 Kilometern über der Erdoberfläche bis zu 600 Kilometern und kann sich auf bis zu 1.500 Grad Celsius erwärmen, da sie sehr empfindlich auf Sonnenaktivität reagiert . Die Luft ist dünn und extrem heiß, und in dieser Schicht befinden sich nur wenige Luftmoleküle.
Die Energie der Sonne erwärmt die Thermosphäre. Diese Schicht erhält große Mengen an Sonnenenergie, die ihre Temperatur erhöht. Aber selbst bei unglaublich hohen Temperaturen fühlt sich die Luft kalt an, weil die heißen Moleküle weit voneinander entfernt sind. Innerhalb der Thermosphäre liegt eine Region namens Ionosphäre. In dieser Region werden die spärlichen Atome und Moleküle der Atmosphäre durch Sonnenstrahlung in Ionen und Elektronen zerlegt (d. h. ionisiert).