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Em conformidade com o critério térmico, a atmosfera está dividida em quatro camadas. Existe uma camada que se situa para além dos 90 Km de altitude e que se caracteriza por um contínuo aumento da temperatura média do ar com a altitude. Deve-se ressaltar, porém, que o conceito de média tem um significado muito restrito nessa região: entre o dia e a noite, a temperatura do ar pode oscilar, ali, várias centenas de graus em torno do valor médio. Essas temperaturas não são medidas diretamente, mas estimadas a partir da pressão e da massa específica, já que o grau de rarefação local não possibilita o uso de processos termométricos convencionais. A cerca de 120 Km de altitude, por exemplo, a densidade do ar é estimada em 0,00002 g m-3. Tais condições de rarefação são muito melhores que as obtidas nas mais sofisticadas câmaras de vácuo atualmente em uso. Essa camada é denominada: