Ionosfääri on maapallon ilmakehän kerros, jonka ionisoi aurinkotuuli. Aurinkotuuli on olemassa, koska korona, joka on auringon ilmakehän uloin kerros, on erittäin kuuma ja leveä. Koska se on niin leveä, jatkuva vety- ja heliumi -ionivirta, nimeltään aurinkotuuli tai plasma, pystyy poistumaan auringon painovoimasta. Auringon tuuli virtaa pois auringosta kohti Maata, missä se vaikuttaa maan magnetosfääriin, ionosfääriin ja magneettikenttään.
Ionosfääri sisältää plasmaa ja koostuu kolmesta kerroksesta. Alinta kutsutaan D-alueeksi, joka ulottuu 47–59 km: n (75–95 mailin) korkeuteen maan pinnasta, eikä se sisällä monia ioneja. Seuraavaa kerrosta kutsutaan E-alueeksi, joka ulottuu 59–93 mailia (95–150 km) ja sisältää hieman korkeamman ionipitoisuuden. F-alue sisältää suurimman ionitiheyden ja ulottuu 93-621 mailin pinnan yläpuolelle.
Tämä ilmakehän kerros on tärkeä jokapäiväiselle elämälle, koska sen avulla voimme lähettää AM -taajuisia radioaaltoja paljon kauemmas kuin pystyisimme ilman sitä. Melko tunnettu sivuvaikutus on kuitenkin se, että kun aurinko on laukaissut erityisen voimakkaan auringonpaisteen, AM-radio voi kokea sähkökatkon. Ionosfääri ei kuitenkaan vaikuta FM -taajuisiin radioaaltoihin, koska niillä on korkeammat taajuudet. Siksi FM -taajuiset radioaallot eivät voi ulottua AM -taajuuteen asti.
Tutkijat tutkivat ionosfääriä suurelta osin tarkkailemalla aamuruskoja, jotka ovat luonnossa esiintyviä kirkkaita värejä taivaalla lähellä pohjois- ja etelänapaa. Auroraa esiintyy, koska navoissa ei ole magnetosfääriä. Koska magnetosfääriä ei ole, ionit voivat päästä ionosfääriin ja virittää sen sisältämän plasman, joka sitten vapauttaa energiaa näkyvänä valona. Auroraiden taajuuteen ja voimakkuuteen vaikuttavat auringonpurkausten esiintyminen ja aurinkotuulen voimakkuus.
Ionosfääri löydettiin vähitellen useiden tieteellisten löytöjen ja havaintojen kautta, jotka alkoivat vuonna 1864, kun James Clerk Maxwell esitti teorian sähkömagneettisten aaltojen syntymisestä. Vuonna 1901 Marconi käytti tätä teoriaa radioaaltojen, eräänlaisen sähkömagneettisten aaltojen, siirtämiseen Atlantin valtameren yli. Hän pystyi tekemään tämän, koska tiesi, että koska hän ei nähnyt vastaanottoasemaa, radioaaltojen täytyi pomppia pois osasta ilmakehää, jolloin he pystyivät matkustamaan odotettua pidemmälle. Vuonna 1902 Oliver Heaviside ja Arthur Kennelly saivat tietää Marconin havainnoista radion leviämisestä ja päättivät, että ilmakehässä oli heijastava kerros. Kuitenkin kerros sai nimensä ionosfääriksi vasta vuonna 1926, jolloin fyysikko Robert Watson-Watt kirjoitti siitä paperin.