外层行星的卫星有着不能忽视的大气层：土星的卫星泰坦和海王星的卫星崔顿，主要成分为氮。冥王星，在轨道的近日点附近，有着与崔顿相似，由氮和甲烷组成的大气层，但在远离太阳时气体的大气层会冻结。太阳系内还有其他的天体有极端稀薄且不稳定的大气层，这些包括月球（钠气）、水星（钠气）、木卫二（氧气）、木卫一（硫）和土卫二（水蒸气）。行星HD 209458b是第一颗被哈伯太空望远镜测量出大气层结构的系外行星。HD 209458是位于飞马座的一颗恆星，HD 209458b是轨道靠近母恆星的气体巨星，因此大气层被加热至