Termosfera
La termosfera se ubica por encima de la mesosfera y está separada de ella por la mesopausa. La temperatura en la termosfera en general aumenta con la altitud. Este aumento de la temperatura se debe a la absorción por otros componentes atmosféricos de luz ultravioleta extrema (EUV). Tanto la densidad como la presión disminuyen en forma exponencial con la altitud. A una altitud de entre 100 y 200 kilómetros, los principales componentes atmosféricos siguen siendo el nitrógeno y el oxígeno. A esta altitud extrema las moléculas de gas se encuentran muy separadas.
Exosfera
La exosfera es la región más exterior de la atmósfera de la Tierra. Dentro de la exosfera, la densidad de los átomos es muy baja, por lo cual prácticamente no hay colisiones. La exosfera comienza a aproximadamente 500 kilómetros y se extiende hacia el exterior hasta su transición al espacio interplanetario.