Mezosféra (z gr. μέση, méssi (stred) a σφαίρα, sfera (guľa)) je tretia hlavná vrstva zemskej atmosféry po stratosfére. Presnejšie leží medzi tenkými vrstvami stratopauza a mezopauza. Mezosféra tvorí spodnú časť ionosféry. Z hľadiska zloženia ešte patrí k homosfére.

Nachádza sa vo výške 45-50 km do 85-90 km. Charakterizovaná je poklesom teploty s výškou z asi 0 v stratopauze na priemerne asi –90 stupňov v mezopauze, čo je oblasť s najnižšou teplotou v celej atmosfére (vznikajú v nej oblaky ľadu). Treba však poznamenať, že v mezosfére sa teplota výrazne mení v závislosti od ročného obdobia. Dôvodom poklesu je extrémne riedky vzduch a takmer absencia ozónu. Pokles je však oveľa menej prudký ako v troposfére.

Väčšina meteoritov padajúcich na Zem zhorí v tejto vrstve.

• troposféra
• tropopauza
• stratosféra
• stratopauza
• mezopauza
• termosféra
• termopauza
• exosféra

Portál vied o Zemi Astronomický portál Portál slnečná sústava