Atmosferin ikinci təbəqəsi olan stratosferin yuxarı sərhəddi 50-55 km hündürlüyə çatır. Burada hava seyrəlir, səmanın rəngi isə tünd-bənövşəyi, az qala lap qara olur. Su buxarı az olduğundan buludlar əmələ gəlmir. Stratosferin aşağı təbəqəsində səsdən sürətlə gedən təyyarələr uçur.

Stratosferin əsas xüsusiyyətlərindən biri temperaturun birdən-birə artmasıdır. Son nəticələrə görə, orta en dairələrində stratosferin temperaturu 25 km-ə kimi eyni bir qiymətə-55C`-ə bərabər olur. 25 km-dən-50 km-ə qədər isə 0C`-ə kimi artır. Temperaturun bu artımı atmosferdə gedən əsas kimyəvi reaksiyalardan biri olan ozonun yaranma reaksiyası (fotokimyəvi reaksiya) ilə izah olunur.

Ozon, oksigenin xüsusi bir formasıdır. Oksigenin ikiatomlu molekulundan fərqli olaraq, ozon üçatomlu molekuldan ibarətdir. Ozon, adi oksigenin atmosferin yuxarı qatlarına daxil olan şüa enerjisi ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranır.

Ozonun əsas kütləsi təxminən 25 km hündürlükdə yerləşir. Lakin bütövlükdə  ozon qatı bütün stratosferi əhatə edən bir örtük kimi hündürlük boyu yayılmışdır. Bu örtüyə ozonosfer də deyilir. 

Stratosferdə su buxarı olmadığından burada buludlar yaranmır. Ozon qatı Yerdəki canlıları məhvedici kosmik şüalardan və Günəşin ultrabənövşəyi şüalarından qoruyur. 1986-cı ildə Antarktida üzərində, 2–3 il sonra subtropik qurşaqda, 1992-ci ildə mülayim qurşaq üzərində ozon qatının deşilməsi müşahidə edilib. Ozon qatının nazilməsinə səbəb hərbi təyyarələrin çox yüksəkdən uçması, atmosferdə kükürd qazının artması, soyuducu və aerozollarda freon qazından istifadədir. Bu səbəbdən ozon qatı ildə 5–7% azalır.