Warstwa ta zaczyna się od wysokości ok. 10 km nad powierzchnią Ziemi na średnich szerokościach geograficznych, a kończy na wysokości ok. 50 km. W obszarach równikowych jej dolna granica (tropopauza) znajduje się wyżej, nawet do 20 km, a w obszarach podbiegunowych zimą obniża się do 7 km[1].
W dolnej części stratosfery panuje prawie stała temperaturapowietrza, w górnej stratosferze ze wzrostem wysokości temperatura rośnie[2]. Temperatura w górnej części osiąga 0 stopni Celsjusza, przy tym ciśnienie spada do 1 hektopaskala. Skutkiem tego jest stabilność termodynamiczna tej warstwy: turbulencje są małe i mieszanie pionowe jest słabe. Z tego powodu jest ona uwarstwiona (stratyfikowana), co dało jej nazwę[1][3]. Mała zawartość pary wodnej sprawia, że chmury występują w niej rzadko i tylko w obszarach polarnych zimą. Te polarne chmury stratosferyczne często cechuje silna iryzacja, czemu zawdzięczają nazwę obłoków perłowych[3].
Za wzrost temperatury w stratosferze odpowiada absorpcja słonecznego promieniowania ultrafioletowego przez ozon[1]. To w niej znajduje się warstwa ozonowa. Produkcja ozonu zachodzi głównie w niskich i średnich szerokościach geograficznych, w obszarach polarnych powstają tzw. dziury ozonowe związane z reakcjami chemicznymi zachodzącymi na chmurach stratosferycznych. Bardzo ograniczone mieszanie sprawia, że substancje które dostały się do stratosfery pozostają w niej na długo; dotyczy to m.in. freonów szczególnie niszczących ozon, pyłu wulkanicznego i spalin rakiet[1][3].
Stratosfera skupia około 20% masy powietrza[4]. Występują w niej różne fale atmosferyczne i pływy, które mogą przenosić energię z troposfery, powodując lokalne ogrzewanie[1]. W dolnej stratosferze występują prądy strumieniowe, przenoszące masy powietrza[4]. Do zjawisk występujących w stratosferze należą rzadkie błękitne smugi, wyładowania elektryczne do jonosfery występujące ponad chmurami burzowymi[1].
Pierwszymi stworzonymi przez człowieka obiektami, które dotarły do stratosfery, były pociski armatnie wystrzelone z działa paryskiego podczas I wojny światowej[5]. Współcześnie samoloty pasażerskie wykonują loty w dolnej stratosferze, aby uniknąć turbulencji[1].
Ze względu na nieobecność obszaru inwersji temperatury, atmosfery Wenus[7] i Marsa nie mają stratosfery: w ich przypadku bezpośrednio ponad troposferą znajduje się mezosfera[8]. Na Marsie zawartość ozonu w atmosferze jest zbyt niska, aby zauważalnie wpływać na jej stan termiczny; w okresie intensywnych burz pyłowych absorpcja i reemisja promieniowania przez pył może wywoływać efekt inwersji temperatury, imitujący obecność stratosfery[9].
W 2015 roku po raz pierwszy zidentyfikowano stratosferę planety pozasłonecznej, gorącego jowisza o oznaczeniu WASP-33 b. Warstwa w której zachodzi inwersja temperatury została rozpoznana w widmie podczerwonym planety. Ze względu na bardzo wysoką temperaturę stratosfery (ok. 3300 °C) za absorpcję nie może odpowiadać ozon ani węglowodory; najprawdopodobniej tę rolę pełni tlenek tytanu[12].
↑ abcdefgStratosphere – overview. [w:] Center for Science Education [on-line]. University Center for Atmospheric Research, 2011. [dostęp 2017-02-06]. (ang.).
↑1.3 The discovery of the stratosphere. W: Karin G. Labitzke, Harry van Loon: The Stratosphere: Phenomena, History, and Relevance. Springer Science & Business Media, 2012. ISBN 3-642-58541-8. Brak numerów stron w książce
↑FranciscoF.González-GalindoFranciscoF., The Martian upper atmosphere, „Lecture Notes and Essays in Astrophysics”, 3, 2008, s. 151–162, Bibcode: 2008LNEA....3..151G, ISBN 8493609801.
Joseph W. Chamberlain, Donald M. Hunten: Theory of planetary atmospheres: an introduction to their physics and chemistry. Wyd. 2. Academic Press, 1990, seria: International Geophysics Series. ISBN 0-12-167252-2.