La haute atmosphère est généralement considérée comme la région de la thermosphère, qui est la fine couche extérieure de l'atmosphère terrestre qui commence environ 56 miles (90 kilomètres) et s'étend tout le chemin jusqu'à environ 375 miles (604 kilomètres). Engins spatiaux tels que la Station spatiale internationale (ISS) ou la navette spatiale américaine en général orbite dans la haute atmosphère à une distance d'environ 140 miles (225 kilomètres). En revanche, les déplacements des avions commerciaux dans la stratosphère niveau beaucoup plus bas qui s'étend jusqu'à une hauteur maximale de 31 miles (50 kilomètres), où la couche d'ozone de la Terre existe.
Bien que la concentration dans l'air de l'atmosphère supérieure de la Terre dans la région thermosphère est très mince par rapport à ce que les gens vivent à la surface de la Terre, cette atmosphère est aussi très chaud à cause du rayonnement qu'elle reçoit du Soleil. Les estimations pour les gaz atmosphériques dans la thermosphère supérieure mettre leur température aussi élevée que 3600 ° Fahrenheit (2.000 ° Celsius). En raison de la rareté des gaz atmosphériques à ce niveau, cependant, leur chaleur n'est pas transmise à des objets qui traversent la région.
Un cinquième couche de la haute atmosphère qui se confond avec le vide de l'espace et n'est souvent pas considérée partie de l'atmosphère réelle est l'exosphère. La densité de l'air de l'exosphère est extrêmement faible, et la région s'étend de environ 375 miles (604 kilomètres) jusqu'à à 6.200 miles (9.978 km). L'exosphère fusionne avec les régions de la ceinture de Van Allan rayonnement au-dessus, une zone de forte-particules magnétiques chargées générées et maintenues en place par le champ magnétique de la Terre. L'exosphère est si mince qu'il ya seulement environ un atome d'air ou d'hydrogène par centimètre cube d'espace dans les régions plus élevées, et plus de 50% de ces molécules éventuellement s'échapper dans l'espace. La région est utilisée pour de nombreux satellites en orbite basse qui ne sont pas affectés par les gaz raréfiés.
Un des aspects uniques de la haute atmosphère, c'est que c'est la maison des aurores, comme les aurores boréales et Aurora Australis, ou aurores boréales et Southern Lights, qui sont les plus visibles au sein de 10 ° à 20 ° de latitude nord ou de l' Pôle Sud. Les lumières sont générés par des effets magnétiques de la Terre génère quand il interagit avec le vent solaire et les gaz atmosphériques à ce niveau. Les couleurs des lumières qui s'affichent dans la haute atmosphère dépendent du type de molécules d'air qui sont touchés, de vert à rouge-brun couleurs produites par de l'oxygène, de l'azote ionisé bleu, rouge et de l'azote à un état d'énergie plus faible.