La mesosfera está formada por nubes noctilucentes, mareas atmosféricas, mareas de gravedad y mareas planetarias. Se sabe menos sobre la mesosfera porque es difícil de estudiar.
La mesosfera es el área de la atmósfera situada entre la estratosfera y la termosfera. Se extiende desde 31 a 53 millas sobre el planeta. Los globos meteorológicos y otros aviones no son capaces de volar lo suficientemente alto como para penetrar la mesosfera, lo que dificulta su estudio.
Incluso los satélites que orbitan sobre la mesosfera no pueden medir directamente los rasgos de esta capa de atmósfera. Los científicos emplean instrumentos en cohetes de sondeo para muestrear la mesosfera. Estos vuelos son breves e inconsistentes, por lo que la mesosfera permanece envuelta en el misterio.
Se sabe que la mesosfera vaporiza los meteoros, pero parte del material persiste, de modo que esta capa de la atmósfera tiene una alta concentración de hierro y otros átomos metálicos. Las nubes de gran altitud llamadas "nubes noctilucentes" o "nubes mesosféricas polares" se forman en la mesosfera cerca de los polos del planeta. Estas nubes se forman mucho más altas que las nubes regulares y, en ocasiones, descargas eléctricas similares a los rayos aparecen docenas de millas sobre la troposfera donde se forman las nubes de tormenta.
En conjunto, la estratosfera y la mesosfera se denominan a veces atmósfera media. La gravedad y las ondas planetarias influyen en la mesosfera al transportar energía desde la troposfera inferior y la estratosfera para impulsar la circulación global.
