La termosfera terrestre, che comprende sia la ionosfera che l'esosfera, si sente fredda a causa della bassa densità dell'aria a quel livello. Le misurazioni della temperatura dell'aria rivelano quanto siano energiche le particelle misurate, ma con così poche particelle, la termosfera non è in grado di trasferire efficacemente il calore.
Il calore può essere trasferito per contatto diretto tra due superfici, per convezione da una superficie all'altra o per irraggiamento. La termosfera terrestre, che inizia a circa 50 miglia sopra la superficie terrestre e si estende per quasi 400 miglia, ha una densità di molecole d'aria così bassa che pochissimi possono mai essere in contatto diretto con una superficie in un dato momento, limitando il potenziale per il trasferimento di calore . Le particelle energetiche nella termosfera emanano calore, ma la densità molto bassa delle particelle limita la quantità di energia disponibile per la zona nel suo complesso, quindi la radiazione rimane relativamente debole.
Mentre la termosfera è fredda sulla scala relativamente grande di un corpo umano, le particelle nella regione possono assorbire grandi quantità di energia, che si registra come calore quando misurata. Sono state osservate temperature superiori a 1.800 gradi Fahrenheit tra le singole particelle, ma la mancanza generale di materiale a questa altitudine significa che sono disponibili pochissime particelle per trasferire questa energia.
