Den övre atmosfären anses allmänt vara området av termosfären, vilket är det tunna, yttre lagret av jordens atmosfär som börjar cirka 56 miles (90 kilometer) upp och sträcker sig hela vägen upp till cirka 375 miles (604 kilometer). Rymdfarkoster som den internationella rymdstationen (ISS) eller US Space Shuttle kretsar vanligtvis i den övre atmosfären på en räckvidd av cirka 140 miles (225 kilometer). Däremot färdas kommersiella flygplan i stratosfären på mycket lägre nivå som sträcker sig till en maximal höjd av 31 miles (50 kilometer) där jordens ozonskikt finns.
Medan luftkoncentrationen i jordens övre atmosfär i termosfärområdet är mycket tunn jämfört med vad människor upplever på jordens yta, är denna atmosfär också mycket varm på grund av strålningen som den får från solen. Uppskattningar för atmosfäriska gaser i den övre termosfären sätter deras temperatur på så hög som 3,600 2,000 ° Fahrenheit (XNUMX XNUMX ° Celsius). På grund av sällsyntheten hos atmosfäriska gaser på denna nivå överförs deras värme dock inte till föremål som passerar genom regionen.
Ett femte lager av den övre atmosfären som smälter samman med rymdens vakuum och som ofta inte anses vara en del av den faktiska atmosfären är exosfären. Luftdensiteten i exosfären är extremt låg, och regionen sträcker sig från cirka 375 miles (604 kilometer) upp till 6,200 9,978 miles (50 XNUMX kilometer). Exosfären smälter samman med områden i Van Allan-strålningsbältet ovanför det, ett område med starkt laddade magnetiska partiklar som genereras och hålls på plats av jordens magnetfält. Exosfären är så tunn att det bara finns ungefär en atom luft eller väte per kubikcentimeter utrymme i högre regioner, och över XNUMX % av sådana molekyler flyr så småningom ut i rymden. Regionen används för många lågomloppssatelliter som är opåverkade av de förtärnade gaserna.
En av de unika aspekterna av den övre atmosfären är att det är hem för norrsken, som Aurora Borealis och Aurora Australis, eller norrsken och södersken, som är tydligast synliga inom 10° till 20° latitud av norr eller Sydpolerna. Ljusen genereras av magnetiska effekter som jorden genererar när den interagerar med solvinden och atmosfäriska gaser på denna nivå. Färgerna som lamporna visar i den övre atmosfären är beroende av vilken typ av luftmolekyler som påverkas, med gröna till brunröda färger producerade av syre, blått från joniserat kväve och rött från kväve vid ett lägre energitillstånd.