a sztratoszféra a troposzféra felett helyezkedik el, és körülbelül 50 km-re (30 mérföld) terjed ki. A tropopopauza és az alsó sztratoszféra izotermikus rétege felett a hőmérséklet a magassággal nő. A sztratoszféra teteje közelében 0 °C (32 °F) magas hőmérsékletet figyeltek meg. A sztratoszféra magasságának megfigyelt emelkedése erős termodinamikai stabilitást eredményez, kevés turbulenciával és függőleges keveredéssel. A meleg hőmérséklet és a nagyon száraz levegő szinte felhőtlen térfogatot eredményez., A ritkán előforduló felhőket gyöngyháznak vagy gyöngyháznak nevezik, felhők a feltűnő irizáló színük miatt, és úgy tűnik, hogy mind jégből, mind pedig túlhűtött vízből állnak. Ezek a felhők 30 km (19 mérföld) magasságig alakulnak ki.
a hőmérséklet-növekedés mintája a sztratoszféra magasságával a napfűtés eredménye, mivel az ultraibolya sugárzás a 0,200-0,242 mikrométeres hullámhossztartományban disszociálja a diatomi oxigént (O2). Az egyetlen oxigénatomok O2-hez való kötődése ózont (O3) eredményez., A természetes sztratoszférikus ózon elsősorban a trópusi és a középső szélességi területeken keletkezik. Az Antarktiszon tavasszal bekövetkezett csaknem teljes ózonréteg-kimerülés régiói a nacreous felhőkhöz, a klórfluor-szénhidrogénekhez (CFC-khez) és az emberi tevékenységből származó egyéb szennyező anyagokhoz kapcsolódnak. Ezek a régiók ismertebb nevén ózonlyukak. Az ózont a troposzférába is lefelé szállítják, elsősorban a sarki front közelében.,
a sztratopauza a sztratoszféra felső részét foglalja el, elválasztva a mezoszférától 45-50 km (28-31 mérföld) magasságban és 1 millibár nyomással (körülbelül 0,75 mm higany 0 °C-on, vagy 0,03 hüvelyk higany 32 °F-on). A mezoszférában a hőmérséklet ismét csökken a növekvő magassággal. A sztratoszféra helyzetétől eltérően a mezoszféra függőleges légáramai nem erősen gátoltak. A felső mezoszférában időnként jégkristályos felhők, úgynevezett noctilucent felhők alakulnak ki., A mezopauza felett, egy 85-90 km (50-55 mérföld) magasságban előforduló régió, a hőmérséklet ismét növekszik a termoszféra nevű réteg magasságával.