La mésosphère est composée de nuages nocturnes, de marées atmosphériques, de marées gravitationnelles et de marées planétaires. On en sait moins sur la mésosphère car elle est difficile à étudier.
La mésosphère est la zone de l'atmosphère située entre la stratosphère et la thermosphère. Il s'étend de 31 à 53 milles au-dessus de la planète. Les ballons météo et autres aéronefs ne sont pas capables de voler assez haut pour pénétrer dans la mésosphère, ce qui la rend difficile à étudier.
Même les satellites qui orbitent au-dessus de la mésosphère ne peuvent pas mesurer directement les caractéristiques de cette couche d'atmosphère. Les scientifiques utilisent des instruments sur des fusées-sondes pour échantillonner la mésosphère. Ces vols sont brefs et incohérents, la mésosphère reste donc entourée de mystère.
On sait que la mésosphère vaporise les météores, mais une partie du matériau persiste de sorte que cette couche d'atmosphère a une forte concentration d'atomes de fer et d'autres métaux. Des nuages de haute altitude appelés « nuages nocturnes » ou « nuages polaires mésosphériques » se forment dans la mésosphère près des pôles de la planète. Ces nuages se forment beaucoup plus haut que les nuages ordinaires, et parfois des décharges électriques semblables à des éclairs apparaissent à des dizaines de kilomètres au-dessus de la troposphère où se forment les nuages orageux.
Ensemble, la stratosphère et la mésosphère sont parfois appelées l'atmosphère moyenne. La gravité et les ondes planétaires influencent la mésosphère en transportant l'énergie de la basse troposphère et de la stratosphère pour stimuler la circulation mondiale.
