La mesosfera contiene diferentes tipos de gases que se mezclan en el aire y una capa profunda de sodio. La mayoría de los meteoros del espacio se queman en esta capa. Un tipo especial de nubes, llamadas nubes noctilucentes, a veces se forman cerca de los polos norte y sur de la mesosfera, y también hay fuertes vientos zonales (este-oeste), mareas atmosféricas, ondas internas de gravedad atmosférica y ondas planetarias.
La mesosfera es la capa de la atmósfera de la Tierra que está directamente arriba de la estratopausia y directamente debajo de la mesopausa. La mesosfera comienza a 50 km (31 millas) sobre la superficie de la Tierra y alcanza los 85 km (53 millas) de altura. En la mesosfera, la temperatura disminuye al aumentar la altura. Las temperaturas más frías en la atmósfera de la Tierra, alrededor de menos 90 grados C (menos 130 grados F), se encuentran cerca de la parte superior de esta capa.
Los científicos saben menos sobre la mesosfera que sobre otras capas de la atmósfera. Los globos meteorológicos y aviones no pueden volar lo suficientemente alto como para alcanzar la mesosfera, y las órbitas de los satélites, por otro lado, están por encima de la mesosfera. Solo se ha accedido utilizando cohetes de sondeo. Los cohetes de sondeo hacen vuelos cortos que no entran en órbita. La presencia de descargas eléctricas o rayos dentro de la mesosfera inferior, llamados sprites rojos y chorros azules, nubes noctilucentes y cizallas de densidad dentro de la capa poco conocida son de interés científico actual.
