Termosfera este stratul atmosferei pământului deasupra mezopranei și sub exosphere. Începe la 56 de mile deasupra solului și se extinde între 311 și 621 mile și este denumit stratul de început al spațiului cosmic. La această altitudine, turbulențele și densitatea aerului sunt aproape inexistente. Acest lucru permite separarea gazelor pe baza proprietăților lor chimice, spre deosebire de gazele amestecate sub mezopauză, granița dintre mezosferă și termosferă.
În formele lor naturale, atât oxigenul cât și azotul sunt molecule diatomice, adică conțin doar doi atomi ai aceluiași element. Cu toate acestea, oxigenul și azotul atomic din termosferă nu mai sunt diatomice. Acest lucru este cauzat de temperaturi ridicate care se încadrează între 932 și 3632 de grade Fahrenheit. În plus față de efectele temperaturilor ridicate, fotonii cu raze X și ultraviolete de la soare distrug moleculele de oxigen și azot, formând oxigen atomic și azot. Energia mare de la fotoni poate de asemenea să distrugă electronii din gaze, creând oxigen, ioni de azot și heliu.
