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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。

热层气温主要依靠 [[ 太阳活动 ]] 来决定，这是因为 [[ 氧原子 ]] 强烈吸收波长小于0.175微米的太阳短波辐射而升温的缘故。热层的气温会因高度而迅速上升，有时甚至可以高达2,000℃。热成层的上方是从距离地面500至1000公里开始的散逸层，那里大气层会与 [[ 外太空 ]] 接壤。纵然少数的 [[ 空气粒子 ]] 甚至可以于白昼 [[ 时间 ]] 到达2,500℃（4500℉）高温，但因为 [[ 分子 ]] 之间的距离太疏，它不会令 [[ 人 ]] 感到任何温暖，就连一台普通的温度计也只会量度到零摄氏度以下。

热层存在于离 [[ 地 表85 表]]85 公里以上的高空。在这样的高度，剩余的大气 [[ 气体 ]] 会根据 [[ 分子量 ]] 而分层。热层的空气极为稀薄，本层质量仅占大气总质量的0.5%。在120公里高度以上的空间，空气密度已小到声波难以传播的程度，在270公里高度上，空气密度约为地面空气的百亿分之一，在300公里的高度上，空气密度只及地面密度的千亿分之一，再向上空气就更稀薄了。

热层的大气分子吸收了因太阳的短波辐射及 [[ 磁场 ]] 后其 [[ 电子 ]] 能量增加，当中一部分进行 [[ 电离 ]] 。这些电离过的 [[ 离子 ]] 与 [[ 电子 ]] 形成了 [[ 电离层 ]] 。在热成层的电离层，存在着E层（离地面100-120公里）、F1层（离地面170-230公里）、F2层（离地面200-500公里，夜间融合为F层，约离地面300-500公里）三层。而因季节变化更会出现突发性E层（Es层，约离地面100公里）。电离层可以反射 [[ 无线电波 ]] ，因此它又被 [[ 人类 ]] 利用进行远距离 [[ 无线电通信 ]] 。

热层在 [[ 高纬度 ]] 地区因磁场而被加速的电子会顺势流入，与热层中的大气分子冲突继而受到激发及电离。当那些分子复回原来状态的时候，就会产生发 [[ 光 ]] 现象。此称为 [[ 极光 ]] 。