La mesosfera (dal greco mesos “mezzo” e sphaira “palla, sfera”) è il terzo dei cinque strati in cui è suddivisa l’atmosfera ed è compresa tra la stratosfera e la termosfera. Si tratta dello strato di atmosfera terrestre che si trova direttamente sopra la stratopausa e direttamente sotto la mesopausa. Nella mesosfera la temperatura dell’aria diminuisce con l’aumentare dell’altezza. Il limite superiore della mesosfera è la mesopausa, etichettato come luogo più freddo a livello naturale sulla Terra, con temperature inferiori a (pari a circa ). I confini esatti superiori e inferiori della mesosfera variano con la latitudine e con la stagione, ma il limite inferiore della mesosfera solitamente si trova ad un’altezza di circa sopra la superficie terrestre e la mesopausa è di solito ad altezze nei pressi di 100 km, se non a latitudini medie e superiori in estate dove si scende ad altezze di circa 85 km. La stratosfera, mesosfera e la parte più bassa della termosfera sono indicate collettivamente come “atmosfera di mezzo”.