Mezosfera to termin używany do określenia części atmosfery ziemskiej znajdującej się powyżej stratosfery i poniżej termosfery. Warstwa atmosfery charakteryzująca się tym, że temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości, aż osiągnie około 80 ° C, około 80 kilometrów. Ta warstwa rozciąga się od strefy kontaktu między stratosferą a mezosferą. Ważne jest, aby pamiętać, że jest to trzecia warstwa atmosfery Ziemi, będąc najzimniejszy część atmosfery.
Niska gęstość powietrza w mezosferze determinuje powstawanie turbulencji. Z tego powodu w tym rejonie statki kosmiczne, które wracają na Ziemię, zaczynają zauważać wiatry. Na tym obszarze można obserwować spadające gwiazdy, które są niczym innym jak meteorytami, które rozpadły się w termosferze.
Mezosfera rozciąga się na długości od około 50 km do 80 km i charakteryzuje się spadkiem temperatur, osiągając 190-180 K na wysokości około 80 km. Granicą mezosfery w jej górnym obszarze jest mezopauza, którą można uznać za najzimniejsze miejsce naturalnego pochodzenia na Ziemi.
Dokładna górna i dolna granica mezosfery może być zmienna w zależności od szerokości geograficznej, na której się znajduje, oraz pory roku, ale dolna granica mezosfery znajduje się zwykle na wysokości około 50 km nad powierzchnią Ziemia i mezopauza mają ogólnie około 100 km, z wyjątkiem średnich i wysokich szerokości geograficznych latem, gdzie może spaść na wysokość około 85 km.
Na tym obszarze stężenia pierwiastków, takich jak ozon i para wodna, są praktycznie pomijalne. Ze swojej strony skład chemiczny powietrza w dużym stopniu zależy od wysokości. Przy bardzo dużych wysokościach, to odpady gazy zaczynają rozwarstwia się w zależności od ich masy cząsteczkowej spowodowane przez oddzielanie ze względu na wpływ na siły ciężkości.