Al moverse hacia arriba desde la superficie, la estratosfera es la segunda capa de la atmósfera de la Tierra, que comienza entre 5 y 10 millas (26,000 a 53,000) pies de altura. Hay muy poco vapor de agua presente o formación de nubes en la estratosfera, pero esta capa contiene aproximadamente el 19 por ciento del total del gas en la atmósfera.
La capa de estratosfera continúa hasta aproximadamente 31 millas, antes del comienzo de la mesosfera. La capa estratosférica retiene el ozono en la atmósfera, protegiendo la superficie al absorber la radiación ultravioleta dañina del sol. Es debido a la absorción de estos rayos UV que la temperatura en la estratosfera aumenta con la altitud, desde un mínimo de menos 60 grados Fahrenheit en la parte inferior hasta unos 5 grados Fahrenheit cerca de la parte superior de la capa. Además, debido a este fenómeno, no hay corrientes de convección ascendentes en la estratosfera, ya que el aire más cálido se encuentra sobre el aire más frío. Esta falta de movimiento de aire es la razón por la cual los aviones vuelan en la estratosfera inferior, donde hay una turbulencia mínima. Sin embargo, en la parte superior de la estratosfera, el aire es aproximadamente 1.000 veces más delgado que a nivel del mar, lo que restringe el uso de aviones en las regiones superiores.