Stratosfer, troposferdan başlayarak 50 km yüksekliğe kadar uzanır. İçerdiği ozon (O₃) molekülleri Güneş'ten gelen morötesi ışınları soğurarak bu katmanın ısınmasına yol açar. Bu nedenle, tropopoz düzeyinde -50 °C ile -60 °C arasında olan sıcaklık stratosferin alt kesimlerinde her kilometrede 1 °C, üst kesimlerinde ise her kilometrede 3 °C kadar artarak stratosferin üst sınırı olan stratopozda 0 °C düzeyine kadar yükselir. Bu sıcaklık dağılımı, stratosferin hava akımlarının son derece az olduğu bir tabaka olarak korunmasını sağlar. Bu özellik, stratosfer düzeyinde oluşan kirliliğin kalıcı/çok uzun süreli olabilmesi gibi bir duruma sebep olabilmektedir. Bu tabakada sıcaklık yükseklikle artar. Bundaki en büyük etken, en önemli sera gazlarından biri olan ozonun atmosferdeki konsantrasyonunun büyük bölümünün bu tabakada olmasıdır. Güneş ışınları ozon tarafından emilerek bu tabakanın ısınmasına sebep olur.