La mesosfera se calienta principalmente por la absorción de radiación ultravioleta (UV) del Sol. Esta radiación es absorbida por las moléculas de oxígeno y nitrógeno en la mesosfera, lo que hace que vibren y aumenten de temperatura. Luego, el calor se transfiere a otras moléculas de la mesosfera mediante colisiones.
Además de la radiación ultravioleta, la mesosfera también se calienta por la disipación de energía de los meteoros. Los meteoros son pequeños trozos de roca o metal que ingresan a la atmósfera terrestre desde el espacio. A medida que viajan por la atmósfera, chocan con las moléculas de aire y pierden energía. Esta energía se transfiere al aire circundante, lo que provoca su calentamiento.
La combinación de radiación ultravioleta y calentamiento de meteoritos hace que la temperatura de la mesosfera aumente con la altitud. La temperatura en la parte inferior de la mesosfera es de aproximadamente -90 °C (-130 °F), mientras que la temperatura en la parte superior es de aproximadamente -50 °C (-58 °F).
