Ακριβώς πάνω από τη μεσόπαυση που είναι η ανώτερη επιφάνεια της [[μεσόσφαιρα|μεσόσφαιρας]]ς, σε ύψος 80 - 90 χλμ., αρχίζει το τέταρτο στρώμα της [[ατμόσφαιρα]]ς που ονομάζεται '''θερμόσφαιρα''' (thermosphere) και φθάνει σε ύψος τα 800 χλμ. Η [[θερμοκρασία]] στο στρώμα αυτό διαπιστώθηκε ότι αυξάνει αλματωδώς μέχρι περίπου τα 400-500 χλμ. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο ονομάσθηκε «θερμόσφαιρα». Η δε διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ της θερμόσφαιρας και του τελευταίου ατμοσφαιρικού στρώματος, της [[εξώσφαιραΕξώσφαιρα|εξώσφαιρας]] καλείται '''θερμόπαυση''' (θεωρητική ζώνη οριοθέτησης, ελάχιστου πάχους). Η θερμοκρασία στη θερμόσφαιρα αρχίζει από -92 °C και φθάνει μέχρι μερικέςκαι χιλιάδεςτους βαθμούς2.000 °C στα 400 χλμ. ή ενίοτε ακόμα και τους 2.500 °C. Στο ύψος των 1.600 χλμ μέχρι των οποίων επεκτείνεται η γήινη ατμόσφαιρα είναι εκεί τόσο αραιή που μόνο ελάχιστα [[Μόριο|μόριά]] της ευρίσκονται τα οποία βαθμιαία αναμιγνύονται με τον [[ηλιακός άνεμος|ηλιακό άνεμο]] που διαχέεται στο [[ηλιακό σύστημα]].
Επίσης από του ύψους των 80 χλμ. και περίπου μέχρι τα 800 χλμ. υπάρχει μέγας αριθμός [[Ιόν|ιόντων]] και ελεύθερων [[Ηλεκτρόνιο|ηλεκτρονίων]], η δε περιοχή αυτή ονομάζεται και [[ιονόσφαιρα]]. Εντός της ιονόσφαιρας και σε διάφορα ύψη παρατηρούνται πυκνώσεις ιόντων και ηλεκτρονίων που σχηματίζουν τα λεγόμενα ιονοσφαιρικά στρώματα που καθίστανται απαραίτητα στις [[τηλεπικοινωνίες]] μεγάλων αποστάσεων, λόγω του ότι αντανακλούν ορισμένα είδη [[Ραδιοκύματα|ραδιοκυμάτων]], κυρίως τα μεσαία και βραχέα κύματα.
