Wraz ze wzrostem wysokości powietrze się wyraźnie rozrzedza, a jego ciśnienie szybko maleje. Na wysokości ok. 19,2 km ciśnienie atmosferyczne, 47 torów, zrównuje się z ciśnieniem nasyconej pary wodnej w temperaturze 37°C, co powoduje wydzielanie sie gazów w postaci pęcherzyków z płynów ustrojowych, czyli ich wrzenie[3]. Piloci latający na takich wysokościach muszą nosić skafander ciśnieniowy

    Temperatura powietrza zaczyna tutaj wzrastać, gdyż powietrze na tej wysokości intensywnie pochłania promieniowanie ultrafioletowe słońca. Związane jest z tym jonizowanie tlenu i tworzenie cząsteczek ozonu, którego najwięcej znajduje się na wysokości 15 – 40 km w tzw. warstwie ozonowej. Pionowe ruchy powietrza w tej strefie nie występują, natomiast wieją tutaj bardzo szybkie prądy strumieniowe – poziome wiatry o globalnym zasięgu, odpowiedzialne za przemieszczanie układów barycznych. Pary wodnej praktycznie w stratosferze już nie ma, jednak niekiedy, szczególnie na dalekiej północy, z niewielkiej ilości pary na wys. ok. 30 km powstają z kryształków lodu tzw. obłoki iryzujące, które mienią się kolorami tęczy.