Die größte Schicht der Erdatmosphäre ist die Thermosphäre. Innerhalb dieser Schicht kommt es durch Absorption von solarer Ultraviolett-Strahlung zu einem dramatischen Temperaturanstieg. Mit zunehmender Höhe und Sonnenaktivität können Werte von bis zu 1800° [K] erreicht werden.

Niedrig fliegende Satelliten wie CHAMP, GRACE oder GOCE umkreisen die Erde innerhalb der Thermosphäre in Höhen von 250 und 450 km. Dabei können mit den an Bord befindlichen Beschleunigungssensoren auch Informationen über die Atmosphäre gewonnen werden. Diese Instrumente messen die auftretenden nicht-gravitativen Kräfte. Neben dem Solardruck und dem Erdalbedo spielt vor allem der Luftwiderstand eine bedeutende Rolle. Aus ihm kann unter Berücksichtigung der Satelliteneigenschaften (Form, Masse, etc.) auf die Neutraldichte geschlossen werden. Während einer extremen Sonneneruption wie jener beim sogenannten Halloween Event (29.10.2003) kann die Dichte auf bis zu 400% ihres Normalwertes ansteigen.