Așa cum corpul fizic al pământului este format din mai multe straturi, atmosfera pământului este, de asemenea, formată din straturi. Una dintre acestea se numește mezosferă. Traducerea literală este „sfera de mijloc”, deoarece este cuprinsă între straturile majore de sus și de jos ale atmosferei. Primul strat este troposfera, al doilea este stratosfera, mezosfera este al treilea, apoi deasupra se află termosfera și exosfera. Mezosfera începe la aproximativ 30 mile (48.2 km) deasupra suprafeței pământului și se extinde până la aproximativ 50 mile (80.4 km).
Acest strat este locul unde ard majoritatea meteorilor. Deși mulți cred că dungile de lumină cauzate de meteori sunt stele căzătoare, ele sunt de fapt mici bucăți de rocă sau metal care lovesc atmosfera pământului la viteze extraordinar de mari. Presiunea creată de aceasta spulberă meteorii și provoacă un transfer de energie de la meteor la atomii și moleculele din atmosferă. Această energie este apoi eliberată ca „strălucire” care este confundată cu stele căzătoare.
Vârful mezosferei este cel mai rece loc din atmosferă, cu temperaturi care scad până la -225°F (aproximativ -143°C). Temperaturile de îngheț provoacă formarea de gheață pe rocă și particule de metal din atmosferă, care apoi pot forma ceea ce sunt cunoscuți sub numele de nori noctilucenți. Acești nori stau mai sus decât oricare alți nori din atmosferă și sunt vizibili doar atunci când soarele cade sub orizont și apoi numai în apropierea latitudinilor polare, în lunile de vară când mezosfera atinge cele mai reci temperaturi.
Norii noctilucenți au un aspect unic, asemănător unui val și sunt iluminați pe cerul serii de soarele de dedesubt. Au fost observate abia de la sfârșitul secolului al XIX-lea, dar observările cresc în frecvență și se crede că cresc și luminozitatea. Oamenii de știință cred că pot indica schimbări în atmosfera pământului, în primul rând o schimbare a climei.