അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഒരു പാളിയാണ് മെസോസ്ഫിയർ (/ˈmɛsoʊsfɪər/; from Greek mesos "middle" and sphaira "sphere"). സ്ട്രാറ്റോസ്ഫിയറിന് മുകളിലായും മെസോപാസിന് താഴെയുമായിട്ടാണ് ഇത് നിലകൊള്ളുന്നത്. ഈ ഭാഗത്ത് നിന്നു ഉയരത്തിലേക്ക് പോകുന്തോറും താപനില കുറഞ്ഞ് വരുന്നു. മെസോസ്ഫിയറിൻറെ മുകളിലത്തെ ഭാഗത്തെ മെസോപാസ് എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. ഇവിടെ ഭൂമിയെപ്പോലെ തണുപ്പുള്ള അവസ്ഥയാണുള്ളത്. ഇവിടെ −143 °C (−225 °F; 130 K) താപനില താഴുന്നു. ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്നും 100 kilometres (62 mi), ഉയരത്തിലാണ് മെസോസ്ഫിയർ നിലകൊള്ളുന്നത്.