Die wichtigsten Merkmale in dieser Region sind starke zonale (Ost-West -) Winde, atmosphärische Gezeiten, innere atmosphärische Gravitationswellen (allgemein als „Gravitationswellen“ bezeichnet) und planetarische Wellen. Die meisten dieser Gezeiten und Wellen beginnen in der Troposphäre und unteren Stratosphäre und breiten sich in die Mesosphäre aus. In der Mesosphäre können Gravitationswellenamplituden so groß werden, dass die Wellen instabil werden und sich auflösen. Diese Ableitung ablagert Schwung in die Mesosphäre und treibt weitgehend die globale Zirkulation an. Dies hilft der Erde.,
In der Mesosphäre befinden sich nachtleuchtende Wolken. Die obere Mesosphäre ist auch die als D-Schicht bekannte Region der Ionosphäre, die nur tagsüber vorhanden ist, wenn eine gewisse Ionisierung stattfindet, wobei Stickstoffmonoxid durch Lyman-Alpha-Wasserstoffstrahlung ionisiert wird. Die Ionisation ist so schwach, dass, wenn die Nacht hereinbricht und die Quelle der Ionisation entfernt wird, sich das freie Elektron und das Ion wieder zu einem neutralen Molekül bilden., Die Mesosphäre wurde als „Mesosphäre“ bezeichnet, da sie relativ zur Stratosphäre (auf die mit Höhenballons zugegriffen werden kann) und zur Thermosphäre (in der Satelliten umkreisen können) schlecht untersucht ist.
5 km (3.1 mi; 16,000 ft) tief Natrium-Schicht befindet sich zwischen 80-105 km (50-65 mi; 262,000–344,000 ft). Die Natriumschicht besteht aus ungebundenen, nichtionisierten Natriumatomen und strahlt schwach aus, um zum Luftglühen beizutragen. Das Natrium hat eine durchschnittliche Konzentration von 400.000 Atomen pro Kubikzentimeter. Dieses Band wird regelmäßig durch Natriumsublimation von ankommenden Meteoren aufgefüllt., Astronomen haben begonnen, dieses Natriumband zu verwenden, um „Führungssterne“ als Teil des adaptiven optischen Korrekturprozesses zu erzeugen, der zur Erzeugung ultrascharfer Bodenbeobachtungen verwendet wird. Andere Metallschichten, z. B. Eisen und Kalium, existieren auch in der oberen Mesosphäre/unteren Thermosphärenregion.
Ab Oktober 2018 wurde eine bestimmte Art von Aurora identifiziert, die ihren Ursprung in der Mesosphäre hat. Oft als „Dünen“ bezeichnet aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit sandigen Wellen an einem Strand, die grünen wellenförmigen Lichter erstrecken sich in Richtung Äquator., Sie wurden als Ursprung etwa 96 km (60 mi; 315,000 ft) über der Oberfläche. Da Auroren durch ultraschnelle Sonnenpartikel verursacht werden, die mit atmosphärischen Molekülen interagieren, wurde die grüne Farbe dieser Dünen vorläufig durch die Wechselwirkung dieser Sonnenpartikel mit Sauerstoffmolekülen erklärt. Die Dünen treten daher dort auf, wo der mesosphärische Sauerstoff konzentrierter ist.
Millionen Meteore dringen mit durchschnittlich 40.000 Tonnen pro Jahr in die Erdatmosphäre ein. Es wird angenommen, dass das ablierte Material, meteorischer Rauch genannt, als Kondensationskerne für nachtleuchtende Wolken dient.