طبقة الثيرموسفير هي إحدى الطبقات الأساسية في الغلاف الجوي للأرض، والتي تقع فوق طبقة الميسوسفير وتحت الغلاف الخارجي، وتبدأ هذه الطبقة عند ارتفاع حوالي 80 كيلومتر فوق سطح البحر وتمتد حتى ارتفاع يصل إلى 600 كيلومتر، أما عن كثافة الهواء فهي منخفضة للغاية، وهذا يعني أن كمية الهواء قليلة للغاية، لذا فإن الحرارة التي تسجلها الأجهزة من الممكن أن تعكس درجة حرارة الهواء في هذه الطبقة ولكن لا تعني بالضرورة شعور الجسم بالحرارة كما هو الحال في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي، وتتضمن هذه الطبقة أيضًا الأيونات التي تؤدي إلى حدوث ظواهر معينة، مثل الشفق القطبي، حيث تتفاعل الجسيمات المشحونة مع المجال المغناطيسي للأرض، وتلعب هذه الطبقة دور مهم في الاتصالات اللاسلكية، حيث يمكن أن تعكس الموجات اللاسلكية بشكل يساهم بفاعلية في تحسين الاتصالات عبر مسافات طويلة.
وتشهد طبقة الثيرمو سفير ارتفاع كبير في درجات الحرارة قد تصل إلى 2000 درجة مئوية أو أعلى، ويرجع ذلك بسبب امتصاص الأشعة فوق البنفسجية،
