Stratosfera, licząc od powierzchni ziemi jest drugą po troposferze warstwą atmosfery. Przyjmuje się, że na średnich szerokościach geograficznych jej początek znajduje się mniej więcej na wysokości 10 kilometrów. Natomiast w obszarach równikowych, dolna granica stratosfery znajduje się ok. 10 km wyżej. Troposferę od stratosfery oddziela tropopauza. Mezosferę, która znajduję się ponad stratosferą oddziela od niej stratopauza.
Stratosfera jest niemal pozbawiona chmur. Wynika to z małej zawartości pary wodnej. Pojawiają się one tylko zimą w obszarach polarnych. Cechuje je silna iryzacja, która jest zjawiskiem optycznym polegającym na powstawaniu tęczowych barw w wyniku interferencji światła. Z uwagi na ten fakt chmury te często nazywa się obłokami perłowymi. Stratosferę cechuje powolny wzrost temperatury postępujący ze wzrostem wysokości. Jest on wywołany pochłanianiem promieniowania nadfioletowego w warstwie ozonowej. W niższej części stratosfery temperatura jest niemal stała i wynosi od -45° do -75°C. W wyższej partii temperatura wzrasta do ok. 0°C. W tym czasie ciśnienie spada do 1 hektopaskala.
Absorpcja, czyli proces pochłaniania energii fali elektromagnetycznej przez substancję jest zjawiskiem odpowiedzialnym za wzrost temperatury w stratosferze. W tym wypadku dochodzi do pochłaniania słonecznego promieniowania ultrafioletowego przez ozon. Warstwa zwiększonej koncentracji ozonu, zwana ozonosferą znajduje się właśnie w stratosferze a wraz z nią tzw. dziury ozonowe, czyli zjawisko spadku stężenia ozonu związane z reakcjami chemicznymi zachodzącymi na chmurach stratosferycznych. Stabilność termodynamiczna i ograniczone mieszanie w granicach stratosfery sprawia, że substancje które się do niej dostały, pozostają w niej bardzo długo. Jest to szczególnie niebezpieczne w przypadku freonów, które znacząco przyczyniają się do niszczenia ozonu.
W obrębie stratosfery występują liczne fale atmosferyczne i pływy. Mają one zdolność przenoszenia energii z troposfery co skutkuje lokalnym ogrzewaniem. Ponadto w dolnej części stratosfery pojawiają się prądy strumieniowe, które przenoszą masy powietrza. Stratosfera skupia około 20% ich całej masy.
W dolnej stratosferze wykonują loty współczesne samoloty pasażerskie. Z uwagi na stabilność termodynamiczną tej warstwy, ryzyko turbulencji jest mniejsze.
