İyonosfer, atmosferin elektromanyetik dalgaları yansıtacak miktarda iyonların ve serbest elektronların bulunduğu 70 km ile 400 km lik kısmı. Termosferi tamamen kapsarken, mezosfer ve ekzosferin bir kısmını kapsar.
Güneş'ten ya da yıldızlararası uzaydan gelen ışımalar, burada atmosfer gazlarının atom ve moleküllerini iyonlar ya da elektrikle harekete getirir. İyonosferin yüksekliği zamana ve mevsime göre değişir yalnız sınırının 25-50 mil arasında olduğu var sayılır. Işıma ve yansıtma özelliklerine göre çeşitli katmanlara ayrılır. Karakteristik bir olay, bazı radyo dalgalarını yansıtmasıdır. Bu katmanda gazlar iyon halinde bulunur. Bu yüzden radyo dalgaları çok iyi iletilir. Sıcaklık yüksektir, ancak gazlar çok seyrek olduğu için sıradan bir termometreyle ölçülen sıcaklık düşüktür.
Bir radyo dalgası iyonosfere ulaştığında, elektromanyetik dalganın elektrik alan birleşeni iyonosferdeki elektronları radyo frekansı ile aynı frekansta titreşime zorlar. Titreşim enerjisi, elektronların yeniden düzenlenmesini ya da elektronların orijinal radyo frekansını yeniden oluşturmasını sağlar. İyonosferin çarpışma frekansı radyo frekansından düşük ve elektron yoğunluğu yeterli ise tam yansıma gerçekleşir.
Eğer gönderilen radyo dalgasının frekansı iyonosferin plazma frekansından büyük ise elektronlar yeterince hızlı dönüt veremez ve sinyal geri yansımaz. Bu durum şu şekilde formülize edilir: Burada N = cm³ teki elektron yoğunluğudur.
