Ionosfera este un strat al atmosferei Pământului care este ionizat de vântul solar. Vântul solar există deoarece corona, care este stratul cel mai exterior al atmosferei solare, este extrem de fierbinte și lată. Deoarece este atât de larg, un flux constant de ioni de hidrogen și heliu, numit vânt solar sau plasmă, este capabil să părăsească gravitația soarelui. Vântul solar curge departe de soare și spre Pământ, unde afectează magnetosfera, ionosfera și câmpul magnetic al Pământului.
Ionosfera conține plasmă și este formată din trei straturi. Cel mai de jos se numește regiunea D, ajungând la 47-59 mile (75-95 km) deasupra suprafeței Pământului și nu conține mulți ioni. Următorul strat se numește regiunea E, ajungând la 59-93 mile (95-150 km) și conține o concentrație puțin mai mare de ioni. Regiunea F conține cea mai mare densitate de ioni și ajunge de la 93-621 mile deasupra suprafeței.
Acest strat al atmosferei este important pentru viața de zi cu zi, deoarece ne permite să trimitem unde radio cu frecvență AM mult mai departe decât am fi capabili fără el. Un efect secundar destul de cunoscut este că atunci când soarele a eliberat o erupție solară deosebit de puternică, radioul AM poate experimenta o întrerupere. Cu toate acestea, ionosfera nu afectează undele radio de frecvență FM deoarece au frecvențe mai mari. Prin urmare, undele radio de frecvență FM nu pot ajunge atât de departe ca undele de frecvență AM.
Oamenii de știință studiază ionosfera în mare măsură observând aurorele, care sunt afișaje naturale de culori strălucitoare pe cer în apropierea polilor nord și sud. Aurorele apar deoarece, la poli, nu există magnetosferă. Deoarece nu există magnetosferă, ionii pot intra în ionosferă și pot excita plasma pe care o conține, care apoi eliberează energia sub formă de lumină vizibilă. Frecvența și intensitatea aurorelor este afectată de apariția erupțiilor solare și de intensitatea vântului solar.
Ionosfera a fost descoperită treptat printr-o serie de descoperiri și observații științifice, începând cu 1864, când James Clerk Maxwell a prezentat o teorie a modului în care sunt create undele electromagnetice. În 1901, Marconi a folosit această teorie pentru a transmite unde radio, o formă de unde electromagnetice, peste Oceanul Atlantic. El a putut face acest lucru pentru că știa că, din moment ce nu putea vedea stația de recepție, undele radio trebuiau să treacă în o parte din atmosferă, permițându-le să călătorească mai departe decât se aștepta. În 1902, Oliver Heaviside și Arthur Kennelly au aflat de descoperirile lui Marconi despre propagarea radio și au ajuns la concluzia că atmosfera are un strat reflectorizant. Cu toate acestea, stratul nu a fost de fapt numit ionosferă până în 1926, când fizicianul Robert Watson-Watt a scris o lucrare despre el.