A mesosfera é o termo usado para definir a parte da atmosfera da Terra localizada acima da estratosfera e abaixo da termosfera. Camada da atmosfera caracterizada pelo fato de que a temperatura diminui com o aumento da altura, até atingir cerca de 80 ° C, a cerca de 80 quilômetros. Esta camada se estende a partir de uma zona de contato entre a estratosfera e a mesosfera. É importante para notar que esta é a terceira camada da atmosfera da Terra, sendo a parte mais fria da atmosfera.
A baixa densidade do ar na mesosfera determina a formação de turbulência. Por isso, nesta região as espaçonaves que voltam para a Terra começam a notar os ventos. Nesta área é possível observar estrelas cadentes, que nada mais são do que meteoritos que se desintegraram na termosfera.
A mesosfera se estende por aproximadamente 50 km a 80 km e é caracterizada por uma diminuição das temperaturas, chegando a 190-180 K a uma altitude de aproximadamente 80 km. O limite da mesosfera em sua região superior é a mesopausa, que pode ser considerada o local mais frio de origem natural da Terra.
Os limites superiores e inferiores exatos da mesosfera podem ser variáveis em relação à latitude em que está localizada e com a estação do ano, mas o limite inferior da mesosfera é geralmente encontrado a uma altura de cerca de 50 km acima da superfície de a Terra e a mesopausa tem geralmente cerca de 100 km, exceto nas latitudes médias e altas no verão, onde pode descer a uma altura de cerca de 85 km.
Nesta área, as concentrações de elementos como o ozônio e o vapor d'água são praticamente desprezíveis. Por sua vez, a composição química do ar depende fortemente da altitude. Em altitudes muito elevadas, os gases residuais começam a se estratificar de acordo com sua massa molecular, causada por uma separação devido ao efeito da gravidade.