Стратосфера состоит из изотермического слоя (12—40 км), включающего озоновый слой (25—40 км), теплого слоя и стратопаузы. В стратопаузе температура возрастает до +10°С, возможно, за счет поглощения озоном ультрафиолетовой и инфракрасной радиации. В мезосфере и мезопаузе температура может понижаться до (—70) — (—120) °С. В термосфере (ионосфере) имеется значительное количество ионизированных частиц, отражающих электромагнитные волны. В магнитосфере, которая окружает Землю на высоте выше 800 км, наблюдается присутствие ионов атомарного кислорода (до 1000 км), ионов гелия (до 1500 км) и ионов водорода — на высоте более 1500 км. Часть водорода (несколько тысяч тонн в год) может удаляться в космос. В свою очередь из космоса в атмосферу Земли поступают плазменные потоки, выбрасываемые Солнцем, и космическая пыль (примерно 2 г на 1 км2). Воздушный слой, окружающий Землю, служит передаточной средой, через которую на нее поступает солнечная радиация: радиоволны, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение.