Wyraźny spadek temperatury do ok -70°C. Niebo zmienia kolor na granatowoczarny, pojawiają się na nim gwiazdy. Obserwator znajdujący się na wysokości mezosfery widzi już w dole błękitną wstążkę atmosfery, nad którą rozciąga się czerń kosmosu. Ciśnienie atmosferyczne i gęstość powietrza spadają niemal do zera. Skład chemiczny atmosfery pozostaje jednak stały. Większość cząstek gazów atmosferycznych jest w stanie zjonizowanym, sprawia to, że powietrze staje się bardzo dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego. Niekiedy obserwowane są w północnych szerokościach geograficznych tzw. obłoki srebrzyste. Ich występowanie nie ma nic wspólnego z parą wodną, a z obecnością pyłu kosmicznego.