Không thể xác định nhiệt độ của ngoại quyển. Điều này là do lớp ngoại quyển của khí quyển gần như là chân không; độ dày của không khí không đáng kể. Do lớp không khí mỏng này, nhiệt không thể truyền cho các phần tử không khí ngay cả khi không khí rất nóng.
Các hạt trong không khí ở ngoại quyển có thể nóng, nhưng vì ngoại quyển gần như là chân không nên ngoại quyển sẽ cảm thấy rất lạnh. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các hạt không khí trong khí quyển, chúng có thể trở nên cực kỳ nóng; tuy nhiên, các hạt không tiếp xúc với ánh sáng mặt trời có thể bị lạnh cóng.
