A mesosfera é composta por nuvens noctilucentes, marés atmosféricas, marés gravitacionais e marés planetárias. Menos se sabe sobre a mesosfera porque é difícil de estudar.
A mesosfera é a área da atmosfera situada entre a estratosfera e a termosfera. Estende-se de 31 a 53 milhas acima do planeta. Balões meteorológicos e outras aeronaves não são capazes de voar alto o suficiente para penetrar na mesosfera, dificultando o estudo.
Mesmo os satélites que orbitam acima da mesosfera não podem medir diretamente as características desta camada da atmosfera. Os cientistas empregam instrumentos em foguetes de sondagem para amostrar a mesosfera. Esses voos são breves e inconsistentes, então a mesosfera permanece envolta em mistério.
É sabido que a mesosfera vaporiza meteoros, mas parte do material perdura de modo que esta camada da atmosfera tem uma alta concentração de ferro e outros átomos de metal. Nuvens de grande altitude chamadas "nuvens noctilucentes" ou "nuvens mesosféricas polares" se formam na mesosfera perto dos pólos do planeta. Essas nuvens se formam muito mais altas do que as nuvens normais e, ocasionalmente, descargas elétricas semelhantes a relâmpagos aparecem dezenas de quilômetros acima da troposfera, onde nuvens de tempestade são formadas.
Juntas, a estratosfera e a mesosfera são às vezes chamadas de atmosfera intermediária. A gravidade e as ondas planetárias influenciam a mesosfera ao transportar energia da baixa troposfera e da estratosfera para impulsionar a circulação global.
