L'exosphère est la dernière couche d'atmosphère terrestre qui se situe au-dessus de la thermosphère. Cette couche se définit comme la région de l'atmosphère où les collisions entre particules sont rares, considérées comme négligeables. Les atomes s'y comportent librement, certains s'échappent même dans l'espace.
La base de l'exosphère (l'exobase) se situe entre 350 et 800 km d'altitude suivant la température à la thermopause, qui est liée à l'activité solaire. L'hélium et l'hydrogène y sont les éléments prépondérants.
Elle s'étend jusqu'à la limite extrême de l'atmosphère, soit 50 000 kilomètres. On ne trouve plus là que quelques atomes d'hydrogène.C'est dans cette couche, que la plupart des satellites sont placés en orbite.