La thermosphère est si chaude car elle absorbe une grande quantité de rayonnement ultraviolet et de rayons X provenant du soleil sur Terre, la convertissant en chaleur. Sa température est extrêmement variable, basée à la fois sur l'heure de la journée et l'activité du soleil.
Les températures à l'intérieur de la thermosphère augmentent à des niveaux plus élevés jusqu'à ce qu'elle devienne quelque peu stable jusqu'à la thermopause, la fin de la thermosphère et le début de l'exosphère. Dans les niveaux supérieurs, les températures typiques de la thermosphère se situent généralement entre 900 degrés et 3 600 degrés Fahrenheit. Cette température est souvent d'environ 400 degrés Fahrenheit plus chaude pendant la journée que la nuit. Il fait environ 900 degrés Fahrenheit plus chaud lorsque le soleil est très actif que lorsqu'il est inactif.
La thermosphère est considérée comme faisant partie de l'atmosphère, mais elle est extrêmement mince et possède des composants différents de ceux de la basse atmosphère. Plutôt que le mélange de gaz trouvés dans la basse atmosphère, différents éléments ont tendance à se trouver dans différentes régions de la thermosphère. De plus, les molécules de gaz ont tendance à se dissocier en atomes individuels, de sorte que les gaz dans la thermosphère sont en grande partie de l'oxygène atomique, de l'azote atomique et de l'hélium. Ces gaz sont fréquemment touchés par les rayonnements ionisants du soleil, leur enlevant des électrons.
