La thermosphère est la couche la plus chaude de l'atmosphère. Elle s'étend de 80 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre jusqu'à 600 kilomètres et peut chauffer jusqu'à 1500 degrés Celsius car elle est très sensible à l'activité solaire . L'air est fin et extrêmement chaud, et il y a des molécules d'air clairsemées dans cette couche.
L'énergie du soleil chauffe la thermosphère. Cette couche reçoit de grandes quantités d'énergie solaire qui augmentent sa température. Cependant, même si la température est incroyablement chaude, l'air est froid car les molécules chaudes sont éloignées les unes des autres. Une région appelée ionosphère se trouve dans la thermosphère. Dans cette région, les atomes et molécules clairsemés de l'atmosphère sont divisés en ions et électrons (c'est-à-dire ionisés) par le rayonnement solaire.