La termosfera è così calda perché assorbe una grande quantità di radiazioni ultraviolette e dei raggi X provenienti dalla Terra dal sole, convertendole in calore. La sua temperatura è estremamente variabile, basata sia su l'ora del giorno e l'attività del sole.
Le temperature all'interno della termosfera aumentano a livelli più alti fino a quando diventa un po 'stabile fino alla termofusa, alla fine della termosfera e all'inizio della esosfera. Nei livelli superiori, le temperature tipiche della termosfera sono generalmente comprese tra 900 gradi e 3.600 gradi Fahrenheit. Questa temperatura è spesso più calda di circa 400 gradi Fahrenheit durante il giorno che di notte. È di circa 900 gradi Fahrenheit più caldo quando il sole è molto attivo rispetto a quando è inattivo.
La termosfera è considerata parte dell'atmosfera, ma è estremamente sottile e ha componenti diversi rispetto alla bassa atmosfera. Piuttosto che il mix di gas trovato nell'atmosfera inferiore, diversi elementi tendono ad essere in diverse regioni della termosfera. Inoltre, le molecole di gas tendono a dissociarsi in singoli atomi, così che i gas nella termosfera sono in gran parte ossigeno atomico, azoto atomico ed elio. Questi gas sono frequentemente colpiti da radiazioni ionizzanti provenienti dal sole, che ne distruggono gli elettroni.
