Las observaciones muestran que por encima de 30000 m la temperatura aumenta sobre 0 °C en la capa de los 45 a los 55 km, decrece otra vez a — 75 °C a los 78 km y vuelve luego a aumentar hasta cientos de grados centígrados por encima del punto de congelación del agua. La capa caliente más baja se debe a la absorción de ciertas radiaciones ultravioleta solares por el ozono. Las capas superiores deben su elevada temperatura al calor liberado por la ionización de la atmósfera causada por radiaciones ultravioleta de onda todavía más corta procedentes también del Sol.
La región superior de la atmósfera es de la mayor importancia no sólo porque sus características deben conocerse mucho mejor antes que puedan llevarse a cabo viajes a través de esa región, sino también porque puede ser el enlace entre la actividad de las perturbaciones solares y los fenómenos atmosféricos extraordinarios que tienen lugar en la atmósfera inferior. Los satélites artificiales, en especial a partir del Tiros I, han aportado valiosos datos acerca de las capas más altas.
