Mezosfera chroni Ziemię, zapobiegając uderzeniom meteorów. Kiedy obiekty z kosmosu przedostają się do atmosfery, mezosfera jest pierwszym gęstym obszarem gazu, który napotykają. Większość z tych obiektów paruje lub topi się, gdy zderzają się z atmosferycznymi cząstkami gazu.
Mezosfera jest jedną z najmniej zbadanych części ziemskiej atmosfery. Dzieje się tak dlatego, że leży ona powyżej maksymalnej wysokości dla samolotów lub balonów pogodowych, ale poniżej minimalnej wysokości dla statku kosmicznego w celu utrzymania orbity. Jedynym sposobem badania mezosfery są loty orbitalne rakietami nie orbitującymi.
Mezosfera rozpoczyna się około 31 mil ponad powierzchnią Ziemi i kończy około 62 mil ponad Ziemią. Jego górna granica nazywana jest mesopauzą i jest najzimniejszym, naturalnie występującym miejscem na Ziemi. Te temperatury osiągają niski minus 226 stopni Fahrenheita.
Niższe poziomy mezosfery są domem dla unikalnych zjawisk pogodowych. Nocne chmury są chmurami o największej wysokości w ziemskiej atmosferze i najczęściej tworzą się wokół Polaków północnych i południowych. Forma błyskawicy zwana spriteem formuje się w mezosferze, wiele mil ponad chmurami. Mezosfera ma również wyższe stężenie żelaza i innych cząsteczek metalu niż reszta atmosfery; jest to spowodowane wieloma meteorami, które tam się wyparowały.
