Η θερμοκρασία στην θερμόσφαιρα παραμένει σταθερή για τα πρώτα 10km. Κατόπιν αρχίζει και αυξάνεται μέχρι το ύψος των 500km περίπου όπου και φτάνει στους -20οC.

Η θερμόσφαιρα είναι πολύ αραιή και τη θεωρούμε ως το τέλος της γήινης ατμόσφαιρας. Πέρα από αυτή απλώνεται το διάστημα.