Podobnie jak szczupłe są nasze wiadomości o składzie atmosfery powyżej 30 km, tak samo mało wiemy o temperaturach warstw wysokich i najwyższych. Przyjmuje się istnienie kilku wysokich warstw atmosfery o szczególnych właściwościach. Wiadomo, że na zmiennej w czasie wysokości około 25 km istnieje warstwa wyróżniająca się bardzo wysoką zawartością ozonu (ozonosfera), nawiasem mówiąc niezmiernie ważna dla (życia na Ziemi. Absorbuje ona bardzo szkodliwe biologicznie promieniowanie ultrafioletowej części widma słonecznego.
Osobliwości w rozchodzeniu się fal elektromagnetycznych naprowadziły na myśl, że na pewnych bardzo dużych wysokościach istnieją warstwy przewodzące elektryczność, z których najbardziej znana jest warstwa Heavyside na wysokości około 100 km. Te i wyższe warstwy określa się obecnie łącznie nazwą jonosfery, przy czym wielu fizyków sądzi, że w jonosferze, w której powstają również zjawiska zorzy polarnej, ponownie panują bardzo wysokie temperatury. Rozpoczęte próby nad zastosowaniem pocisków rakietowych do badań atmosfery przyczynią się do lepszego poznania jej górnych warstw. Nic jednak na razie nie wskazuje na to, by procesy atmosferyczne, zachodzące na tych wysokościach, wpływały na kształtowanie się pogody. Nawet dochodzące z przestrzeni międzygwiezdnych tzw. promienie kosmiczne, mimo swej ogromnej przenikliwości, nie wpływają zdaje się na pogodę; przynajmniej nic o tym nie wiemy. Nie znaczy to jednak, że nie mogą istnieć jeszcze inne czynniki pogodotwórcze prócz dotychczas poznanych.