Nhiệt khí quyển của Trái đất, bao gồm cả tầng điện ly và ngoại quyển, cảm thấy lạnh vì mật độ không khí thấp ở tầng đó. Các phép đo nhiệt độ không khí cho biết năng lượng của các hạt đo được, nhưng với quá ít hạt, khí quyển không thể truyền nhiệt hiệu quả.
Nhiệt có thể được truyền bằng cách tiếp xúc trực tiếp giữa hai bề mặt, bằng cách đối lưu từ bề mặt này sang bề mặt khác hoặc bằng bức xạ. Khí quyển của Trái đất, bắt đầu ở độ cao khoảng 50 dặm trên bề mặt Trái đất và kéo dài đến gần 400 dặm, có mật độ phân tử không khí thấp đến mức rất ít có thể tiếp xúc trực tiếp với bề mặt tại bất kỳ thời điểm nào, hạn chế khả năng truyền nhiệt . Các hạt tràn đầy năng lượng trong khí quyển tỏa nhiệt, nhưng mật độ hạt rất thấp sẽ hạn chế lượng năng lượng có sẵn cho toàn vùng, vì vậy bức xạ vẫn tương đối yếu.
Trong khi khí quyển lạnh trên quy mô tương đối lớn của cơ thể người, các hạt trong vùng có thể hấp thụ lượng năng lượng cao, năng lượng này được ghi nhận là nhiệt khi đo. Nhiệt độ vượt quá 1.800 độ F đã được quan sát thấy giữa các hạt đơn lẻ, nhưng việc thiếu vật chất nói chung ở độ cao này có nghĩa là rất ít hạt có sẵn để truyền năng lượng này.
