stratosféra se nachází nad troposférou a sahá až do asi 50 km (30 mil). Nad tropopauzou a izotermickou vrstvou v dolní stratosféře se teplota zvyšuje s výškou. Teploty až 0 °C (32 ° F) jsou pozorovány v horní části stratosféry. Pozorované zvýšení teploty s výškou ve stratosféře má za následek silnou termodynamickou stabilitu s malou turbulencí a vertikálním mícháním. Teplé teploty a velmi suchý vzduch vedou k téměř bezoblačnému objemu., Řídké mraky, které se vyskytují, se nazývají perleťové, nebo matka-z-pearl, mraky, protože jejich nápadné hru barev, a oni se zdají být složen jak z ledu a podchlazené vody. Tyto mraky se tvoří až do výšky 30 km (19 mil).
vzor zvýšení teploty s výškou ve stratosféře je výsledkem solární vytápění jako ultrafialové záření v rozsahu vlnových délek 0.200 na 0.242 mikrometrů odloučí dvouatomová molekula kyslíku (O2). Výsledné připojení jednotlivých atomů kyslíku k O2 produkuje ozon (O3)., Přírodní stratosférický ozon se vyrábí hlavně v tropických a středních zeměpisných šířkách. Oblasti téměř úplného vyčerpání ozonu, ke kterým došlo v Antarktidě během jara, jsou spojeny s perleťovými mraky, chlorfluoruhlovodíky (CFC) a dalšími znečišťujícími látkami z lidské činnosti. Tyto oblasti jsou běžněji známé jako ozonové díry. Ozon je také transportován dolů do troposféry, především v blízkosti polární fronty.,
stratopause čepice horní stratosféry, oddělující je od mezosféry blízkosti 45-50 km (28-31 km) v nadmořské výšce a tlaku 1 millibar (přibližně rovná 0,75 mm sloupce rtuti při 0 °C, nebo 0,03 palce rtuti na 32 °F). V mezosféře teploty opět klesají s rostoucí nadmořskou výškou. Na rozdíl od situace ve stratosféře nejsou vertikální proudy vzduchu v mezosféře silně inhibovány. V horní mezosféře se občas tvoří mraky ledových krystalů, nazývané noctilucentní mraky., Nad mesopause, regionu, vyskytující se v nadmořských výškách v blízkosti 85 až 90 km (50 až 55 km), teplota opět zvyšuje s výškou ve vrstvě zvané termosféry.