Mezosfer, havada karışan farklı türlerde gazlar ve derin bir sodyum katmanı içerir. Uzaydan gelen meteorların çoğu bu katmanda yanar. Noctilucent bulutlar olarak adlandırılan özel bir tür bulutlar, bazen mezosferin Kuzey ve Güney Kutuplarına yakın bir yerde oluşur ve kuvvetli zonal (doğu-batı) rüzgarları, atmosferik dalgaları, iç atmosferik yerçekimi dalgaları ve gezegen dalgaları da vardır.
Mezosfer, Dünya'nın atmosferinin doğrudan stratopazın yukarısında ve doğrudan mesopozun altında bulunan katmanıdır. Mezosfer, Dünya yüzeyinin 50 km (31 mil) üzerinde başlar ve 85 km (53 mil) yüksekliğe kadar çıkar. Mezosferde, yükseklik arttıkça sıcaklık düşer. Dünya atmosferindeki en düşük sıcaklıklar, eksi 90 derece C (eksi 130 derece F) bu katmanın tepesine yakın bulunur.
Bilim adamları mezosfer hakkında, atmosferin diğer katmanlarından daha az şey bilirler. Hava balonları ve jet uçakları, mesosfere ulaşmak için yeterince yükseğe uçamaz ve diğer yandan uyduların yörüngeleri mesosferin üzerindedir. Sadece sondaj roketleri kullanılarak erişildi. Sondaj roketleri yörüngeye girmeyen kısa uçuşlar yapar. Alt mesosferdeki kırmızı deşarjlar ve mavi jetler olarak adlandırılan elektrik boşalmaları veya yıldırımların varlığı, noctilucent bulutlar ve iyi anlaşılmayan bir tabaka içindeki yoğunluk makasları mevcut bilimsel ilgi alanıdır.
