L'atmosfera superiore, in particolare la termosfera ed esosfera, è dominata da una miscela molto sottile di gas, con l'essere più abbondante:

* Ossigeno atomico (O) - Questo è il componente più abbondante della termosfera.

* elio (he) - L'elio è il secondo gas più abbondante nella termosfera ed esosfera.

* Idrogeno (H) - L'idrogeno diventa il gas dominante nell'esosfera.

* azoto (N) - Sebbene non così abbondante come l'ossigeno, l'azoto esiste ancora nell'atmosfera superiore, sebbene in una concentrazione molto più bassa rispetto all'atmosfera inferiore.

* anidride carbonica (CO2) - L'anidride carbonica è presente nell'atmosfera superiore, ma la sua concentrazione è molto inferiore rispetto alla troposfera.

Altri gas presenti in tracce includono:

* Argon (AR)

* neon (NE)

* Sodio (Na)

* Iron (Fe)

È importante ricordare che la composizione dell'atmosfera superiore può variare a seconda di fattori come l'altitudine, la latitudine e l'attività solare.