'''Termosfera''' (iš {{gr|θερμός, thermos}} (šiltas, karštas) + {{gr|σφαῖρα, sphaira}} (sfera)) – [[Žemės atmosfera|Žemės atmosferos]] sluoksnis, esantis 80-800 km aukštyje, aukščiau nei [[mezosfera]] ir žemiau nei [[egzosfera]]. [[Oras]] čia labai išretėjęs, tačiau jo [[tankis]] didesnis nei tarpplanetinėje erdvėje. Termosferoje temperatūra iš pradžių pamažu, o vėliau sparčiai kyla: 100 km aukštyje pakyla iki 0 °C, o 200 km aukštyje siekia +500 °C, o 400 km aukštyje – 1227 °C (1500 [[Kelvinas|K]]),<ref>Palmira Pečiuliauskienė, Alfonsas Rimeika. ''Fizika: išplėstinis kursas: vadovėlis 12 klasei.'' Vilnius: Logotipas, 2009, 242 p. ISBN 978-5-430-05444-1.</ref> tačiau dėl čia esančio itin reto oro jos negalima lyginti su tokia pat temperatūra prie žemės paviršiaus. Toks temperatūros kilimas susijęs su intensyvia atominio deguonies [[jonizacija]] 150–300 km aukštyje, veikiant ultravioletiniams [[Saulė]]s spinduliams. Oro dalelės čia juda labai dideliu greičiu, bet, būdamos labai išretėjusios, įšyla ne nuo šilumos apykaitos su aplinka, o dėl to, kad savo paviršiumi sugeria Saulės spinduliuotę. Termosferos oras smarkiai jonizuotas, ypač apatinėje dalyje, kuri dažnai vadinama [[jonosfera]].
Termosferoje skrieja [[Tarptautinė Kosminė Stotis]], šiame atmosferos sluoksnyje susidaro [[Poliarinė pašvaistė|poliarinės pašvaistės]].