Йоносферата е слой от земната атмосфера, който се йонизира от слънчевата и космическата радиация. Намира се на 75 - 1000 км над Земята. Радиусът на Земята е 6370 км, така че дебелината на йоносферата е доста малка в сравнение с размера на планетата ни.
Поради високата енергия от Слънцето и от космическите лъчи атомите в тази област са лишени от един или повече от техните електрони или „йонизирани“ и следователно са заредени положително. Йонизираните електрони се държат като свободни частици.
Горната атмосфера на Слънцето, короната, е много гореща и произвежда постоянен поток от плазма и UV и рентгенови лъчи, които се излъчват от Слънцето и засягат или йонизират земната йоносфера. По всяко време от Слънцето се йонизира само половината от йоносферата на Земята.
През нощта без намеса от Слънцето космическите лъчи йонизират йоносферата, макар и не толкова силно, колкото Слънцето. Тези лъчи с висока енергия произхождат от източници в нашата собствена галактика и Вселена – въртящи се неутронни звезди, супернови, радио галактики, квазари и черни дупки. По този начин йоносферата е много по-малко заредена през нощта, поради което много йоносферни ефекти се забелязват по-лесно тогава – необходима е по-малка промяна, за да ги забележите.
Йоносферата има голямо значение за нас, тъй като, наред с други функции, тя влияе на разпространението на радиовълните в отдалечени места на Земята и между сателитите и Земята.
Има три основни области на йоносферата, наречени D слой, E слой и F слой. Тези региони нямат остри граници и надморската височина, на която се срещат, варира в течение на деня и от сезон на сезон.
Регионът D е най-ниският, като започва на около 60 или 70 км над Земята и се простира нагоре до около 90 км.
Следващият е регионът E, започващ на около 90 или 100 км нагоре и простиращ се на 120 или 150 км.
Най-горната част на йоносферата, регионът F, започва на около 150 км и се простира далеч нагоре, понякога и на 500 км над повърхността на нашата родна планета.
Областите на йоносферата не се считат за отделни слоеве като по-познатата тропосфера и стратосфера. Вместо това те са йонизирани области, вградени в стандартните атмосферни слоеве. D регионът обикновено се формира в горната част на мезосферата, докато E регионът обикновено се появява в долната термосфера, а F регионът се намира в горната част на термосферата.
Преди комуникацията чрез сателити да стане обичайна, операторите на радиокомуникационни системи често са използвали йоносферата, за да разширят обхвата на своите предавания.
Учените използват радиовълни по различни начини, за да сондират и наблюдават иначе невидимата йоносфера. За наблюдение на постоянно развиващата се йоносфера се използват различни радио антени и радарни системи на земята и на сателити.
Радио антените слушат за радиосигнали, генерирани от самата йоносфера, радарните системи регистрират сигнали от различните слоеве, а двойки предаватели и приемници изстрелват сигнали през йоносферата, за да определят колко тези сигнали са намалени или пренасочени.
