Ionosfera je sloj u planetarnojatmosferi, ioniziran sunčevomradijacijom. Čestice koje tvore ionosferu su elektroni i pozitivni ioni. Zemljina ionosfera nalazi se na visinama između 50 km (mezosfera),200 km (termosfera) pa do 2000 km (egzosfera). Ona praktično predstavlja vanjski rub magnetosfere. Njene dimenzije jako variraju s promjenama dana i noći, godišnjih doba i sunčeve aktivnosti. Ionosfera reflektuje radiotalase.
Ionosfera je omotač oko Zemlje, koji sadrži elektrone i električki nabijene atome i molekule, otprilike između 50 i 600 km iznad Zemljine površine, a ponekad i više. Postojanje zahvaljuje prvenstveno zbog ultraljubičastog zračenja sa Sunca. Najniži dio Zemljine atmosfere je troposfera, koja se proteže do otprilike 10 km iznad Zemljine površine. Iznad nje je stratosfera, a još više mezosfera. U stratosferi sunčeva radijacija stvara ozonski omotač. Na visini od oko 80 km iznad Zemljine površine, u termosferi, zrak je toliko rijedak, da elektroni mogu biti slobodni neko vrijeme, prije nego ih zarobi neki bliski pozitivni ion. Broj tih elektrona je ponekad dovoljan da djeluje na širenje radiotalasa. Taj dio atmosfere je ionoziran i sadrži plazmu, i zato je dio ionosfere. U plazmi, slobodni negativni elektroni i pozitivni ioni, privlače jedni druge elektromagnetskim silama, ali imaju previše energije da bi ostali zajedno i tvorili električki negativnu molekulu.
UV zrake, X-zrake i kratkovalni elektromagnetski talasi sunčeve radijacije stvaraju ionizaciju, budući da fotoni na tim frekvencijama, imaju dovoljno energije da izbace elektrone iz atoma i molekula neutralnih plinova. Ti slobodni elektroni dobivaju velike brzine, tako da su temperature, koje stvara taj elektronski plin, puno veće (reda veličine nekoliko hiljada Kelvina) i puno veće od temperature iona i neutralnih molekula. Suprotan proces od ionizacije je rekombinacija, kada je slobodni elektron ponovo zarobljen od pozitivnog iona. Taj proces rekombinacije uzrokuje emisiju fotona. Kod nižih nadmorskih visina, gustoća zraka je puno veća, proces rekombinacije prevladava nad ionizacijom, budući su molekule i ioni bliže jedni drugima. Ravnoteža između ta dva procesa određuje količinu prisutne ionizacije.
Ionizacija u ionosferi prvenstveno ovisi o sunčevoj aktivnosti i količini radijacije koju primi sa Sunca. Postoje i dnevne i sezonske promjene količine ionizacije. Kako je u zimskim uvjetima Zemljina polutka udaljenija od Sunca, tako je i količina primljene radijacije manja, a time i stepen ionizacije. Aktivnost Sunca je povezana i sa sunčevim pjegama, i što ih je više, to je radijacija veća (svakih 11 godina). Količina radijacije ovisi i o geografskom položaju. Postoje i druge pojave koje ometaju količinu ionizacije, kao što su sunčeve baklje i električki nabijene čestice u sunčevom vjetru, koje djeluju na zemljino magnetsko polje.[1]
