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热层（英文：Thermosphere），亦称热成层、热气层或增温层，是地球大气层的一层。它位于中间层之上及散逸层之下，其顶部离地面约800km。热层的空气受太阳短波辐射而处于高度电离的状态，电离层便存在于在本层之中，而极光也是在热层顶部发生的[1]。热层的空气密度极小，俄罗斯已退役的和平号太空站和现役的国际太空站均在距离地表320至380km的热层顶部运行。