mały|300px|Pionowy podział atmosfery ziemskiej z zachowaną skalą wysokości Termosfera – zewnętrzna warstwa atmosfery planety, w której ma miejsce absorpcja promieniowania, co skutkuje wzrostem temperatury z wysokością. Gazy w termosferze są bardzo rozrzedzone i może być ona uznawana za część przestrzeni kosmicznej. Jest położona nad mezosferą, od której dzieli ją mezopauza, a pod najbardziej zewnętrzną egzosferą, od której oddziela ją termopauza.
Termosfera ziemska Warstwa ta zaczyna się od wysokości ok. 85–90 km nad powierzchnią Ziemi. Warstwa ta zawdzięcza nazwę (gr. thermos – ciepły, gorący) szybkiemu wzrostowi temperatury w jej dolnej części. Jest to spowodowane absorpcją słonecznego promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletu. Powodują one fotojonizację i fotodysocjację cząsteczek gazów. Jako że natężenie wysokoenergetycznego promieniowania zależy od pory dnia, a także fazy aktywności słonecznej, temperatury gazów w termosferze wykazują dużą zmienność. W najcieplejszej porze popołudniowej temperatury rosną gwałtownie od minimum w mezopauzie (−80 °C lub mniej) do około +100 °C na wysokości 120 km, dalej do 700 °C na wysokości 250 km i następnie wolniej do około 1000 °C na górnej granicy, ok. 800 km nad powierzchnią Ziemi.