Ce chapitre traite de la composition et de la structure de la thermosphère. Il se concentre sur les composants neutres et les composants ionisés de l’air. Il traite également des processus photochimiques et diffusifs qui affectent la composition. On croit généralement que l’azote se trouve principalement sous forme moléculaire dans toute la thermosphère, mais que l’oxygène est presque entièrement dissocié à des niveaux suffisamment élevés. Par conséquent, l’accent dans le chapitre est mis sur l’oxygène., Une compréhension de la structure de la thermosphère doit prendre en compte le rôle de la séparation diffuse des gaz. Contrairement au cas d’une atmosphère mixte, où le mélange de gaz est distribué verticalement dans un équilibre hydrostatique qui dépend d’une masse moléculaire moyenne, dans le cas d’un équilibre diffusif, chaque gaz individuel est distribué selon sa propre masse moléculaire. Les gaz plus légers ont tendance à s’étendre sur une plus grande étendue verticale et à des niveaux élevés prédominent sur les plus lourds., Les mesures par fusée pour détecter le niveau de diffusion ont fait appel à deux techniques: dans la première, un échantillon d’air est collecté en altitude, récupéré et analysé en laboratoire; dans la seconde, l’analyse est effectuée par un spectromètre de masse embarqué sur fusée.