高层大气温度变化的原因是大气层的热原是地面辐射，所以高层大气离地面越远，温度越小，但上升到一定高度后，地面辐射几乎为0，高层大气受红外紫外线和宇宙物质的影响，温度慢慢升高，所以高层大气会随着高度的升高而下降。

高层大气是指地球大气逐渐水解上述大气区域，但对高层大气的划分并不一致。

有人把探空气球可以上升到30公里的高度作为高层大气的下限，也有人把中层顶部以上的大气区称为高层大气。

高层大气上界的层状结构不再显著。由于太阳辐射，高层大气颗粒的速率非常高。