La thermosphère n'est pas divisée en deux parties de la manière dont les autres couches atmosphériques comme la troposphère et la stratosphère sont. Cependant, il est souvent classé en deux régions:

* Exosphère: Il s'agit de la couche la plus externe de la thermosphère, se mélangeant parfaitement dans l'espace. Il se caractérise par une densité extrêmement faible et est l'endroit où les satellites en orbite.

* ionosphère: Il s'agit de la région inférieure de la thermosphère, où le rayonnement solaire ionise les molécules de gaz, créant une couche de particules chargées. Cette couche est cruciale pour la communication radio et est responsable de phénomènes comme les aurores boréales.

Bien que ces deux régions soient couramment utilisées pour décrire la thermosphère, il est important de se rappeler que ces divisions ne sont pas aussi distinctes que celles trouvées dans d'autres couches atmosphériques.