La mésosphère, qui est la troisième couche la plus interne de l'atmosphère terrestre, est composée en grande partie d'azote, d'oxygène et de dioxyde de carbone. Sa composition chimique diffère très peu de celle des couches les plus internes de l'atmosphère, avec une composition approximative de 79 pour cent d'azote, 20 pour cent d'oxygène et 1 pour cent de dioxyde de carbone et d'autres gaz traces. La densité de ces gaz est plus faible dans la mésosphère que dans la basse atmosphère.
La mésosphère se trouve d'environ 31 miles à 53 miles au-dessus de la surface de la Terre. En partie à cause de la faible densité des molécules de gaz ici, la température descend souvent jusqu'à -130 degrés F. La température diminue encore plus loin de la surface de la Terre.
En raison des basses températures et de la présence de gaz combustibles dans la mésosphère, les météores ralentissent lorsqu'ils pénètrent dans cette couche de l'atmosphère. Leur réaction avec l'oxygène de l'atmosphère laisse derrière elle une traînée de feu que l'on voit parfois depuis la Terre. Le fer et d'autres ions métalliques sont également créés à la suite de ce processus, de sorte que la mésosphère a une teneur ionique plus élevée que les autres couches atmosphériques. Parfois, cela provoque la formation de nuages d'ions près des pôles. Ces nuages polaires mésosphériques émettent des charges d'une manière similaire à la foudre.