stratosfera znajduje się nad troposferą i rozciąga się do około 50 km (30 mil). Powyżej tropopauzy i warstwy izotermicznej w dolnej stratosferze temperatura wzrasta wraz z wysokością. Temperatury sięgające 0 °C (32 °F) są obserwowane w pobliżu szczytu stratosfery. Obserwowany wzrost temperatury z wysokością w stratosferze powoduje silną stabilność termodynamiczną z niewielkimi turbulencjami i mieszaniem pionowym. Ciepłe temperatury i bardzo suche powietrze powodują, że objętość prawie wolna od chmur., Rzadkie chmury, które występują, nazywane są perłowymi lub Z Masy Perłowej, chmurami ze względu na ich uderzającą opalizującą oprawę i wydają się składać zarówno z lodu, jak i przechłodzonej wody. Chmury te tworzą się do wysokości 30 km(19 mil).
wzór wzrostu temperatury z wysokością w stratosferze jest wynikiem ogrzewania słonecznego jako promieniowanie ultrafioletowe w zakresie długości fali od 0,200 do 0,242 mikrometra dysocjuje tlen dwuatomowy (O2). W wyniku przyłączenia pojedynczych atomów tlenu do O2 powstaje Ozon (O3)., Naturalny Ozon stratosferyczny produkowany jest głównie w tropikalnych i średnich szerokościach geograficznych. Regiony prawie całkowitego wyczerpania ozonu, które wystąpiły na Antarktydzie podczas wiosny, są związane z obłokami masy perłowej, chlorofluorowęglowodorami (CFC) i innymi zanieczyszczeniami pochodzącymi z działalności człowieka. Regiony te są bardziej znane jako dziury ozonowe. Ozon jest również transportowany w dół do troposfery, głównie w pobliżu frontu polarnego.,
stratopauza pokrywa szczyt stratosfery, oddzielając ją od mezosfery na wysokości 45-50 km (28-31 mil) i ciśnieniu 1 milibara (około 0,75 mm Merkurego w temperaturze 0 °C lub 0,03 cala Merkurego w temperaturze 32 °F). W mezosferze temperatury ponownie zmniejszają się wraz ze wzrostem wysokości. W przeciwieństwie do sytuacji w stratosferze, pionowe prądy powietrzne w mezosferze nie są silnie hamowane. Chmury kryształów lodu, zwane noktilucentnymi, czasami tworzą się w górnej mezosferze., Powyżej mezopauzy, regionu występującego na wysokościach w pobliżu 85 do 90 km (50 do 55 mil), Temperatura ponownie wzrasta wraz z wysokością w warstwie zwanej termosferą.