Así como el cuerpo físico de la tierra se compone de muchas capas, la atmósfera terrestre también está formada por capas. Uno de ellos se llama mesosfera. La traducción literal es «esfera media», ya que está intercalada entre las principales capas superior e inferior de la atmósfera. La primera capa es la troposfera, la segunda es la estratosfera, la mesosfera es la tercera, luego encima está la termosfera y la exosfera. La mesosfera comienza aproximadamente a 30 millas (48.2 km) sobre la superficie de la tierra y se extiende hasta aproximadamente 50 millas (80.4 km).
Esta capa es donde se queman la mayoría de los meteoros. Aunque muchos creen que los rayos de luz causados por los meteoros son estrellas fugaces, en realidad son pequeños trozos de roca o metal que golpean la atmósfera terrestre a velocidades extraordinariamente altas. La presión creada por esto hace añicos a los meteoros y provoca una transferencia de energía del meteoro a los átomos y moléculas en la atmósfera. Esta energía luego se libera como el «resplandor» que se confunde con estrellas fugaces.
La parte superior de la mesosfera es el lugar más frío de la atmósfera, con temperaturas que llegan hasta los -225 ° F (aproximadamente -143 ° C). Las temperaturas bajo cero hacen que se forme hielo en la roca y partículas de metal en la atmósfera, que luego pueden formar lo que se conoce como nubes noctilucentes. Estas nubes se sientan más altas que cualquier otra nube en la atmósfera y solo son visibles cuando el sol cae por debajo del horizonte, y luego solo cerca de las latitudes polares, durante los meses de verano cuando la mesosfera alcanza sus temperaturas más frías.
Las nubes noctilucentes tienen una apariencia ondulada única, y el sol de abajo las ilumina en el cielo de la tarde. Solo se han avistado desde finales del siglo XIX, pero los avistamientos están aumentando en frecuencia y se cree que también están aumentando en brillo. Los científicos creen que pueden indicar cambios en la atmósfera terrestre, principalmente un cambio en el clima.