The stratosphere er plassert over troposfæren og strekker seg opp til ca 50 km (30 km). Over tropopause og isotermisk lag i den nedre stratosfæren, temperaturen øker med høyden. Temperaturer så høye som ved 0 °C (32 °F) er observert nær toppen av stratosphere. Den observerte økningen i temperatur med høyden i stratosfæren resultater i sterk termodynamiske stabilitet med liten turbulens og vertikal miksing. Den varme temperaturer og svært tørr luft resultere i en nesten cloud-gratis volum., De sjeldne skyer som oppstår kalles nacreous, eller mor-av-perle, skyer på grunn av deres slående iridescence, og de ser ut til å være sammensatt av både is og underkjølt vann. Disse skyene form opp til høyder på 30 km (19 km).
mønster av temperaturen øker med høyden i stratosfæren er resultatet av solvarme som ultrafiolett stråling i bølgelengdeområdet av 0.200 å 0.242 micrometre distanserer diatomic oksygen (O2). Den resulterende vedlegg enkelt av oksygen atomer til O2 produserer ozon (O3)., Naturlig nedbryting av stratosfærisk ozon produseres hovedsakelig i tropiske og midtre breddegrader. Regioner i nesten komplett ozon, som har funnet sted i Antarktis i løpet av våren, er forbundet med nacreous skyer, chlorofluorocarbons (CFCs), og andre forurensninger fra menneskelig aktivitet. Disse regionene er mer kjent som ozon hull. Ozon er også transporteres nedover i troposfæren, først og fremst i nærheten av polarfronten.,
stratopause caps toppen av stratosphere, som skiller den fra mesosphere i nærheten 45-50 km (28-31 km) i høyde og et trykk på 1 millibar (tilnærmet lik 0,75 mm kvikksølv ved 0 °C, eller 0,03 tomme av kvikksølv ved 32 °F). I mesosphere temperaturen igjen synker med økende høyde over havet. I motsetning til situasjonen i stratosfæren, vertikale luftstrømmer i mesosphere er ikke sterkt hemmet. Iskrystall skyer, kalt noctilucent clouds, noen ganger dannes i den øvre mesosphere., Over mesopause, en region som er oppstått ved høyder i nærheten 85 til 90 km (50 til 55 km), temperatur igjen øker med høyden i et lag kalt thermosphere.