临近空间一词也用于指代大气层内的高度（对流层、平流层、热层）。通常是指不超过100公里的大气区域，大致介于阿姆斯特朗极限（高于此极限，人类需要压力服以生存）和卡尔曼线（为了实现飞行，天体动力学将替代空气动力学）。从另一个定义上讲，商业飞机可以飞过但卫星绕地球飞行的高度范围。一些资料区分“近空间”和“高层大气”这两个术语，因此只有最靠近卡尔曼线的层才被描述为“近空间”。
温度随着高度的增加而降低，这是由于稀薄大气对太阳辐射的吸收减少以及CO2辐射的释放增加了冷却作用。中球层的顶部称为中层顶，是地球大气最冷的部分。上部中层温度降至-101°C，根据纬度和季节而变化。
该区域最主要的主要特征是强纬向风（东西向风），大气潮汐，内部大气重力波（通常称为“重力波”）和行星波。这些潮汐和波浪中的大多数开始于对流层和低平流层，并传播到中层。在中层，重力波的振幅可能会变得很大，以至于波变得不稳定并消散。这种耗散将动量沉积到中层，并在很大程度上推动了全球循环。这有助于地球。
极光云位于中层。上部中层也是电离层的D层区域，仅在发生一氧化氮的一天中存在，其中一氧化氮被Lyman系列-α氢辐射电离。电离非常弱，以至于当夜幕降临时，电离的源被去除 时，自由电子和离子又重新形成中性分子。中空层被称为“无意识层”，因为相对于平流层（可以通过高空气球进入）和热层（卫星可以绕行）而言，它的研究很少。
中空层位于飞机的高度记录上方，而气球只能进入最低的几公里，高度记录为53.0公里。同时，由于高的大气阻力，中层低于轨道航天器的最低高度。只能通过使用探空火箭来探测，而 每次执行任务只能在几分钟内进行中层测量。结果导致临近空间是大气中最少被理解的部分。
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