Ionosfer adalah lapisan atmosfer bumi yang terionisasi oleh angin matahari. Angin matahari ada karena korona, yang merupakan lapisan terluar atmosfer matahari, sangat panas dan lebar. Karena sangat luas, aliran konstan ion hidrogen dan helium, yang disebut angin matahari atau plasma, mampu meninggalkan gravitasi matahari. Angin matahari mengalir menjauh dari matahari dan menuju Bumi, di mana ia mempengaruhi magnetosfer, ionosfer, dan medan magnet Bumi.
Ionosfer mengandung plasma dan terdiri dari tiga lapisan. Terendah disebut wilayah D, mencapai 47-59 mil (75-95 km) di atas permukaan bumi, dan tidak mengandung banyak ion. Lapisan berikutnya disebut wilayah-E, mencapai 59-93 mil (95-150 km) dan mengandung konsentrasi ion yang sedikit lebih tinggi. Wilayah F mengandung kepadatan ion tertinggi, dan mencapai 93-621 mil di atas permukaan.
Lapisan atmosfer ini penting untuk kehidupan sehari-hari karena memungkinkan kita mengirim gelombang radio frekuensi AM lebih jauh daripada yang dapat kita lakukan tanpanya. Efek samping yang cukup terkenal adalah bahwa ketika matahari telah melepaskan suar matahari yang sangat kuat, radio AM mungkin mengalami pemadaman. Namun, ionosfer tidak mempengaruhi gelombang radio frekuensi FM karena memiliki frekuensi yang lebih tinggi. Oleh karena itu, gelombang radio frekuensi FM tidak dapat mencapai sejauh gelombang frekuensi AM.
Para ilmuwan mempelajari ionosfer sebagian besar dengan mengamati aurora, yang secara alami menampilkan warna-warna cerah di langit dekat kutub utara dan selatan. Aurora terjadi karena, di kutub, tidak ada magnetosfer. Karena tidak ada magnetosfer, ion dapat memasuki ionosfer dan mengeksitasi plasma yang dikandungnya, yang kemudian melepaskan energi sebagai cahaya tampak. Frekuensi dan intensitas aurora dipengaruhi oleh terjadinya jilatan api matahari dan intensitas angin matahari.
Ionosfer ditemukan secara bertahap melalui serangkaian penemuan dan pengamatan ilmiah yang dimulai pada tahun 1864, ketika James Clerk Maxwell mengajukan teori tentang bagaimana gelombang elektromagnetik diciptakan. Pada tahun 1901, Marconi menggunakan teori itu untuk mengirimkan gelombang radio, suatu bentuk gelombang elektromagnetik, melintasi Samudra Atlantik. Dia mampu melakukan ini karena dia tahu bahwa karena dia tidak dapat melihat stasiun penerima, gelombang radio harus memantul dari bagian atmosfer, memungkinkan mereka untuk melakukan perjalanan lebih jauh dari yang diharapkan. Pada tahun 1902, Oliver Heaviside dan Arthur Kennelly mempelajari temuan Marconi tentang propagasi radio dan menyimpulkan bahwa atmosfer memiliki lapisan reflektif. Namun, lapisan itu sebenarnya tidak dinamai ionosfer sampai tahun 1926, ketika fisikawan Robert Watson-Watt menulis makalah tentangnya.