Die mesosfeer (van die Griekse mesos, "middel") is die derde laag van die Aarde se atmosfeer, reg bo die stratosfeer en reg onder die termosfeer. In die mesosfeer neem temperatuur af namate hoogte toeneem. Dié eienskap word gebruik om sy grense te bepaal: Dit begin bo die stratosfeer (soms die stratopouse genoem), en eindig by die mesopouse, wat die koudste deel van die Aarde se atmosfeer is, met temperature onder -143 °C. Die presiese boonste en onderste grense van die mesosfeer wissel volgens die seisoen en plek (dis hoër in die winter en by die trope, en laer in die somer en by die pole), maar die onderste grens is gewoonlik op ’n hoogte van 50 tot 65 km bo die Aarde se oppervlak en die boonste grens op ’n hoogte van 85 tot 100 km. Die term nabye ruimte word soms gebruik om na hoogtes binne die mesosfeer te verwys.