La mesosfera è il terzo strato dell'atmosfera terrestre, situato al di sopra della stratosfera e al di sotto della termosfera. Si estende approssimativamente da un'altitudine di 50 km a 85 km sopra la superficie terrestre. Il termine "mesosfera" deriva dal greco "mesos", che significa "mezzo", in quanto rappresenta lo strato intermedio dell'atmosfera.
Una caratteristica distintiva della mesosfera è la sua temperatura. È lo strato più freddo dell'atmosfera terrestre, con temperature che diminuiscono con l'aumentare dell'altitudine fino a raggiungere un minimo di circa -90°C nella mesopausa, il confine superiore della mesosfera. Questa diminuzione della temperatura è dovuta alla scarsa assorbimento della radiazione solare da parte dei gas rarefatti presenti in questo strato.
Nella mesosfera si verificano diversi fenomeni atmosferici importanti:
La mesosfera è difficile da studiare direttamente a causa della sua altitudine. Gli aerei non possono volare così in alto e i satelliti orbitano al di sopra di essa. Pertanto, le informazioni sulla mesosfera provengono principalmente da razzi sonda, radar e modelli computerizzati.