Tầng trung lưu, là lớp trong cùng thứ ba của khí quyển Trái đất, bao gồm phần lớn là nitơ, oxy và carbon dioxide. Thành phần hóa học của nó khác rất ít so với thành phần hóa học của các lớp trong cùng của khí quyển, với thành phần gần đúng là 79 phần trăm nitơ, 20 phần trăm oxy và 1 phần trăm carbon dioxide và các khí vi lượng khác. Mật độ của các khí này ở tầng trung lưu thấp hơn ở tầng khí quyển thấp hơn.
Tầng trung lưu được tìm thấy ở độ cao từ khoảng 31 dặm đến 53 dặm so với bề mặt Trái đất. Một phần là do mật độ các phân tử khí ở đây thấp, nhiệt độ thường giảm xuống thấp tới -130 độ F. Nhiệt độ càng giảm càng xa bề mặt Trái đất.
Do nhiệt độ thấp và sự hiện diện của các khí dễ cháy trong tầng trung lưu, các thiên thạch chạy chậm lại khi đi vào lớp này của khí quyển. Phản ứng của chúng với oxy trong khí quyển để lại một vệt lửa đôi khi được nhìn thấy từ Trái đất. Sắt và các ion kim loại khác cũng được tạo ra do kết quả của quá trình này, vì vậy tầng trung lưu có hàm lượng ion cao hơn các lớp khí quyển khác. Đôi khi, điều này gây ra các đám mây ion hình thành gần các cực. Những đám mây thượng quyển ở cực này phát ra các điện tích theo cách tương tự như tia sét.
