En tant que couche la plus élevée de l'atmosphère, l'exosphère de la Terre contient de l'air très fin et présente à la fois des limites inférieures et supérieures. Les limites de l'exosphère varient selon l'altitude en fonction du niveau d'activité du soleil et des émissions de rayonnement solaire. Il existe un débat parmi les scientifiques quant à savoir si l'exosphère doit être considérée comme une couche de l'atmosphère ou une partie de l'espace.
L'exosphère est également connue pour ne pas avoir beaucoup de collisions moléculaires et pour avoir de faibles densités moléculaires. L'exosphère terrestre contient les gaz suivants : dioxyde de carbone, hydrogène, oxygène et hélium. Sous l'exosphère terrestre se trouve la thermosphère, suivie de la mésosphère, de la stratosphère et de la troposphère.