Subindo da superfície, a estratosfera é a segunda camada da atmosfera terrestre, começando entre 5 e 10 milhas (26.000 a 53.000) de altura. Há muito pouco vapor d'água presente ou formação de nuvens na estratosfera, mas essa camada retém cerca de 19% do gás total na atmosfera.
A camada da estratosfera continua até cerca de 31 milhas, antes do início da mesosfera. A camada estratosférica retém o ozônio na atmosfera, protegendo a superfície ao absorver a prejudicial radiação ultravioleta do sol. É por causa da absorção desses raios ultravioleta que a temperatura na estratosfera aumenta com a altitude, de um mínimo de cerca de menos 60 graus Fahrenheit na parte inferior até cerca de 5 graus Fahrenheit próximo ao topo da camada. Também por causa desse fenômeno, não há correntes de convecção ascendentes na estratosfera, pois o ar mais quente está sobre o ar mais frio. Essa falta de movimento do ar é a razão pela qual os aviões voam na baixa estratosfera, onde a turbulência é mínima. No entanto, no topo da estratosfera, o ar é cerca de 1.000 vezes mais rarefeito do que ao nível do mar, restringindo o uso de aeronaves nas regiões superiores.
