Termosferde havayı oluşturan üç ana gaz atomik oksijen, atomik azot ve helyumdur. Mezopozun aksine termosferin gaz bileşenleri kimyasal elementlerine göre ayrılır.
Termosfer, dünya atmosferinin mezophere üzerinde ve exosferin altında olduğu bir katmandır. Yerden 56 mil uzakta başlıyor ve 311 ile 621 mil arasında uzanıyor ve dış uzayın başlangıç katmanı olarak adlandırılıyor. Bu yükseklikte, hava türbülansı ve yoğunluğu neredeyse yoktur. Bu, gazların, mezopozun altındaki karışık gazların aksine, mezosfer ve termosfer arasındaki sınırı, kimyasal özelliklerine göre ayırmalarını sağlar.
Doğal formlarında, hem oksijen hem de azot, aynı elementten yalnızca iki atom içerdikleri anlamına gelen, diyatomik moleküllerdir. Bununla birlikte, termosferdeki atomik oksijen ve azot artık diyatomik değildir. Bu, 932 ile 3.632 derece Fahrenheit arasında düşen yüksek sıcaklıklardan kaynaklanır. Yüksek sıcaklıkların etkilerine ek olarak, güneşten gelen ultraviyole ve röntgen fotonları oksijen ve azot moleküllerini parçalayarak atomik oksijen ve azot oluşturur. Fotonlardan elde edilen yüksek enerji, elektronları gazlardan ayırarak oksijen, azot ve helyum iyonları oluşturabilir.
