Die Heliosphäre ist eine große Blase im Weltraum, die durch den Sonnenwind von der Sonne erzeugt wird. An den Rändern der Heliosphäre kollidiert der Sonnenwind mit Gasen aus dem interstellaren Medium und ist nicht mehr das dominierende Weltraumwetter. Die Heliosphäre ist riesig – ihre nächste Grenze ist etwa 100 AE (astronomische Einheiten oder Erde-Sonne-Abstände) entfernt, während ihre entfernteste Grenze 200-300 AE entfernt ist. Die Heliosphäre ist elliptisch geformt, wie der Schweif eines Kometen, aufgrund der schnellen Bewegung der Sonne durch das interstellare Medium, während sie das galaktische Zentrum umkreist.
Die Ursache der Heliosphäre ist, wie gesagt, der Sonnenwind. Der Sonnenwind ist ein kontinuierlicher Strom geladener Teilchen, meist freier Elektronen und Protonen, die mit einer Geschwindigkeit von 400 bis 700 km/s (etwa 1,000,000 mph) von der Sonne strömen. Dies entspricht 6.7 Milliarden Tonnen pro Stunde oder einer Masse, die alle 150 Millionen Jahre der Erde entspricht. Das klingt zwar viel, ist aber aufgrund der Weite des Raumes sehr diffus.
Neben dem Sonnenwind wird die Heliosphäre auch durch das Magnetfeld der Sonne aufrechterhalten, das sich mindestens 100 AE nach außen erstreckt und aufgrund der Rotation der Sonne alle 27 Tage eine Form hat, die dem Kleid einer sich drehenden Ballerina ähnelt. Diese Struktur, das heliosphärische Stromblatt, erzeugt eine Welligkeit in der gesamten Heliosphäre und ist zusammen mit der Heliosphäre selbst die größte Struktur im Sonnensystem.
Neben dem heliosphärischen Stromblatt hat die Heliosphäre eine andere Struktur. Da ist zum Beispiel der Terminationsschock, eine Grenze etwa 70-90 AE von der Sonne entfernt, an der der Sonnenwind von Überschall zu Unterschall wechselt. Diese Grenze wurde 2007 von der Raumsonde Voyager II überquert. Tatsächlich passierte die Sonde sie fünfmal, da die Grenze aufgrund entsprechender Schwankungen der Sonnenleistung, einschließlich Sonneneruptionen, schwankt. Im Weltraum ist die Schallgeschwindigkeit viel schneller als auf der Erde (ca. 100 km/s), daher bewegt sich der Sonnenwind in dieser Entfernung immer noch schnell, nur nicht schnell genug, um die Schallgeschwindigkeit zu überschreiten.
Weiter entfernt als der Terminationsschock liegt die Heliopause, bei der die geladenen Teilchen des Sonnenwinds mit den Teilchen des interstellaren Mediums kollidieren, und der Bugschock, bei dem der Sonnenwind keinerlei Einfluss auf das interstellare Medium mehr hat. Beide haben unsere Raumsonden noch nicht erreicht, werden es aber bis 2020 sein. Darüber hinaus wird der 2008 gestartete Interstellar Boundary Explorer wertvolle Informationen über die interstellare Grenze liefern.