La estratosfera o estratósfera es una de las capas más importantes de la atmósfera, esta se sitúa entre la troposfera y la mesosfera, y se extiende en una capa que va desde los 10 hasta los 50 km de altura aproximadamente. La temperatura aumenta progresivamente desde los -55 °C de la tropopausa hasta alcanzar los 0 °C de la estratopausa, aunque según algunos autores puede alcanzar incluso los 17 °C o más. Es decir, en esta capa la temperatura aumenta con la altitud, al contrario de lo que ocurre en las capas superior e inferior. Esto es debido principalmente a la absorción de las moléculas de ozono que absorben radiación electromagnética en la región del ultravioleta.

En la parte baja de la estratósfera la temperatura es relativamente estable, y en toda la capa hay muy poca humedad.

La estratósfera es una región en donde se producen diferentes procesos radiactivos, dinámicos y químicos. La mezcla horizontal de los componentes gaseosos se produce mucho más rápidamente que la mezcla vertical.

A una altura aproximadamente de 2.5 veces la altura del Everest y unas 50 veces el Empire State de New York sólo algunos aviones como el Mig-31 ruso, el SR-71, el Concorde, el U-2 y el UAV RQ-4 Global Hawk pueden volar. Cerca del final de la Estratósfera se encuentra la capa de ozono que absorbe la mayoría de los rayos ultravioleta del Sol.

El 14 de octubre de 2012 fue batido un récord referente a la estratósfera por el austríaco Felix Baumgartner. Él se lanzó desde la estratósfera en caída libre; hasta el momento es reconocido como el salto desde el lugar más alto realizado por un humano, la altura fue de 39,068 metros en poco más de 8 minutos.