Teil der hohen Atmosphäre, auf Grund der Höhenstrahlung sind die Moleküle größtenteils ionisiert (Ionen). Bedingt durch die diversen Ionisierungsprozesse ist die Ionosphäre unterteilt in die D-, E-, F-, G-Schicht. Durch Reflexion von Radiokurzwellen an den Ionosphäreschichten ist der internationale Radioempfang möglich. Die Erforschung der Ionosphäre von der Erdoberfläche aus geschieht mit Radar-Echo-Lotung (Durchdrehsender). Sonneneruptionen oder andere extreme Störungen der Ionosphäre können zu Leuchterscheinungen wie dem Polarlicht führen und den Kurzwellenempfang unterbrechen.