La mesosfera è importante, in parte, perché è lo strato in cui bruciano la maggior parte degli asteroidi. Inoltre, mentre gli scienziati devono ancora studiare il fenomeno in dettaglio, strane nuvole e fulmini si verificano nel mesosfera. Chiamati "nuvole noctilucenti" e "sprite", rispettivamente, questi eventi meteorologici si verificano a quote molto più elevate rispetto a eventi meteorologici tipici.
La mesosfera si trova tra la stratosfera e la termosfera. È uno degli strati meno studiati dell'atmosfera terrestre perché si trova al di sopra del livello al quale viaggiano gli aerei e al di sotto del livello in cui i satelliti orbitano. Il metodo principale con cui gli scienziati studiano la mesosfera sta usando razzi specificamente progettati per studiare quest'area, chiamati "razzi sonori".
La temperatura della mesosfera cade con l'aumentare dell'altitudine. Le temperature più fredde all'interno dell'atmosfera terrestre si verificano al limite superiore della mesosfera. Temperature a questa altitudine media di meno 130 F.
Il movimento dell'aria all'interno della mesosfera si verifica normalmente in concomitanza con i movimenti delle masse d'aria sotto lo strato. A questo livello, l'aria contiene ancora una miscela di elementi e gas, ma al di sopra dei limiti superiori della mesosfera, gli atomi diventano troppo distanziati per avere frequenti contatti tra loro.