Stratosféra (z lat. stratum, prikrývka a gr. σφαίρα, sfera, guľa) je druhá hlavná vrstva zemskej atmosféry po troposfére. Presnejšie leží medzi tenkými vrstvami tropopauza a stratopauza.
Nachádza sa vo výške 9-17 km až 45-50 km. Možno v nej ešte pozorovať aj mierne meteorologické javy.
Horná časť stratosféry je ozónosféra, čiže ozónová vrstva.
V spodnej stratosfére (asi do 20 km) teplota veľmi mierne stúpa s výškou (prakticky sa nemení), vyššie – v ozónovej vrstve - už s teplotou stúpa citeľne (z asi –60 stupňov na tesne pod 0 stupňov), čo je spôsobené pohlcovaním ultrafialového žiarenia ozónom.
Stratosféru – podobne ako tropopauzu – objavil roku 1902 francúzsky meteorológ Léon-Philippe Teisserenc de Bort.
