Como a camada mais alta da atmosfera, a exosfera da Terra contém ar muito rarefeito e apresenta limites inferiores e superiores. Os limites da exosfera variam de acordo com a altitude, dependendo do nível de atividade do sol e das emissões de radiação solar. Há algum debate entre os cientistas sobre se a exosfera deve ser considerada uma camada da atmosfera ou uma parte do espaço.
A exosfera também é conhecida por não ter muitas colisões moleculares e por ter baixas densidades moleculares. A exosfera terrestre contém os seguintes gases: dióxido de carbono, hidrogênio, oxigênio e hélio. Abaixo da exosfera da Terra está a termosfera, seguida pela mesosfera, estratosfera e troposfera.