A termosfera é a camada mais quente da atmosfera. Ela se estende de 80 quilômetros acima da superfície da Terra até 600 quilômetros e pode aquecer até 1.500 graus Celsius porque é muito sensível à atividade solar . O ar é rarefeito e extremamente quente, e existem moléculas de ar esparsas nesta camada.
A energia do sol aquece a termosfera. Essa camada recebe grande quantidade de energia solar que aumenta sua temperatura. No entanto, mesmo que a temperatura seja incrivelmente alta, o ar parece frio porque as moléculas quentes estão distantes umas das outras. Uma região chamada ionosfera encontra-se dentro da termosfera. Nesta região, os átomos e moléculas esparsos da atmosfera são quebrados em íons e elétrons (ou seja, ionizados) pela radiação solar.