特点：
性质高层大气的热状态受太阳紫外辐射加热所控制，使得约80千米以上大气温度随高度增高而增大，并随时间、经纬度、太阳活动、磁层扰动等而变化。太阳紫外辐射造成高层大气氧分子的分解。太阳紫外辐射和X射线又使N2、O2和O等电离形成电离层。高层大气粒子受太阳辐射激发和太阳高能粒子的轰击，能产生气辉、夜光云、极光等发光现象。
大气成分高层大气稀薄的程度虽说比人造的真空还要“空”，但是在那里确实还有气体的微粒存在，而且比星际空间的物质密度要大得多，然而，它们已不属于气体分子了，而是原子及原子再分裂而产生的粒子。以80-100公里的高度为界，在这个界限以下的大气，尽管有稠密稀薄的不同，但它们的成分大体是一致的，都是以氮和氧分子为主，这就是我们周围的空气。而在这个界限以上，到1000公里上下，就变得以氧为主了再往上到2400公里上下，就以氦为主再往上，则主要是氢在3000公里以上，便稀薄得和星际空间的物质密度差不多了。自地球表面向上，大气层延伸得很高，可到几千公里的高空。根据人造卫星探测资料的推算，在2000-3000公里的高空，地球大气密度便达到每立方厘米一个微观粒子这一数值，和星际空间的密度非常相近，这样2000-3000公里的高空可以大致看作是地球大气的上界。
③按大气的电离特征，可分为电离层和中性层。中性层又称非电离层，是指以中性成分为主的大气层。电离层又可分为D层、E层和F层。在80千米以下，大气处于均匀混合状态而在约80千米以上，大气湍流逐渐消失，逐渐过渡到分子扩散平衡状态，约在120千米以上达到完全扩散平衡。扩散平衡就是在重力场作用下，大气中重的成分分布于低层，轻的成分分布于高层，使得大气的平均摩尔分子量随高度递减。高层大气中除分子运动外，还有全球尺度的环流、潮汐和声重波等宏观运动。太阳辐射对高层大气有重要影响的三类太阳发射：X射线、质子（1~100MeV）、低能等离子体（≈1000km/s）。
高层大气与对流层、平流层等低、中层大气有很大不同。它的特点主要是：
①气体稀薄由于稀薄，气体分子自由程很大，所以高层大气各成分不像低、中层大气那样均匀混合并一起运动，而是各种成分互相扩散着(穿插着)由此，一系列以分子为基础的运动即扩散、分子动量传输、分子导热和离子阻力等，使高层大气成为粘性很大、导热很强的各成分相互扩散的多元介质，这对所有的高层大气宏观运动都有影响。因潮汐和各种波动的幅度与大气密度的平方根成反比，高层大气稀薄还会使在对流层中很弱的潮汐波动现象，在高层大气中成为很重要的运动形式。
②呈电离状态并处于地磁场中由于高层大气电离部分比中性部分多受一个电磁感应的洛伦兹力，因此在高层大气运动中，中性部分和电离部分的运动规律不同，它们之间互相影响、互相制约。高层大气中性部分运动时，电离粒子和中性粒子的碰撞，有时成为离子拖动力（动量源），有时则成为离子阻力（动量汇）。
③热源和热汇比较复杂 虽然目前对高层大气的3个主要热源，即太阳紫外辐射、磁层电磁扰动引起的电流焦耳热和粒子注入碰撞加热，有相当了解，但其全球分布很复杂，再加上不易估算的波动湍流热源，使得由这些热源所推动的高层大气运动相当复杂。高层大气的热汇主要是氧原子等红外辐射散热，它的强度和分布也是很难估算的。
气体稀薄 由于稀薄，气体分子自由程很大，所以高层大气各成分不像低、中层大气那样均匀混合并一起运动，而是各种成分互相扩散着。
