外层是暖层顶以上大气层的统称，也叫散逸层、逃逸层。它是大气的最高层，是大气圈和星际空间的过渡带。这层空气的温度也随高度增加而升高。该层内由于温度很高，空气极其稀薄，地球引力又很小，以致某些高速运动的空气分子可以挣脱地球引力的束缚、克服其他大气质点的阻碍而散逸到宇宙空间去。散逸层的上界也就是大气的上界，究竟有多高？据实测，大气密度是随高度增加而减小的，在700千米～800千米高度处气体分子之间的距离可达几百米远，这种情况已超过了实验室中可能获得的最高真空。若继续向上，空气更为稀薄，直至到达“星际空间”时仍然不是绝对真空，就是说大气和星际空间并不存在一个截然界面。气象上常把“极光”出现的最大高度（1000千米～1200千米），作为大气上界。近代卫星探测资料表明，把大气上界定为2000千米～3000千米则更加接近实际。