Ionosfera je plast Zemljine atmosfere, ki jo ionizira sončni veter. Sončni veter obstaja, ker je korona, ki je najbolj zunanja plast sončne atmosfere, izjemno vroča in široka. Ker je tako širok, lahko stalen tok vodikovih in helijevih ionov, imenovan sončni veter ali plazma, zapusti sončno gravitacijo. Sončni veter teče stran od sonca proti Zemlji, kjer vpliva na zemeljsko magnetosfero, ionosfero in magnetno polje.
Ionosfera vsebuje plazmo in je sestavljena iz treh plasti. Najnižje se imenuje D-regija, ki sega od 47-59 milj (75-95 km) nad površino Zemlje in ne vsebuje veliko ionov. Naslednja plast se imenuje E-regija, ki sega od 59-93 milj (95-150 km) in vsebuje nekoliko višjo koncentracijo ionov. F-območje vsebuje največjo gostoto ionov in sega od 93-621 milj nad površino.
Ta plast ozračja je pomembna za vsakdanje življenje, saj nam omogoča, da radijske valove AM frekvence pošiljamo veliko dlje, kot bi brez njega. Precej dobro znan stranski učinek pa je, da ko sonce sproži posebno močan sončni izbruh, lahko AM radio izpade. Vendar ionosfera ne vpliva na radijske valove FM frekvence, ker imajo višje frekvence. Zato radijski valovi s frekvenco FM ne morejo segati tako daleč kot AM frekvenčni valovi.
Znanstveniki preučujejo ionosfero večinoma z opazovanjem polarnih sijev, ki so naravno pojavljajoči se prikazi svetlih barv na nebu blizu severnega in južnega pola. Aurore se pojavijo, ker na polih ni magnetosfere. Ker magnetosfere ni, lahko ioni vstopijo v ionosfero in vzbudijo plazmo, ki jo vsebuje, ki nato sprosti energijo kot vidno svetlobo. Na pogostost in intenzivnost polarnih sijev vplivata pojav sončnih izbruhov in intenzivnost sončnega vetra.
Ionosfero so odkrili postopoma z vrsto znanstvenih odkritij in opazovanj, ki so se začela leta 1864, ko je James Clerk Maxwell predstavil teorijo o ustvarjanju elektromagnetnih valov. Leta 1901 je Marconi to teorijo uporabil za prenos radijskih valov, oblike elektromagnetnih valov, čez Atlantski ocean. To mu je uspelo, ker je vedel, da se morajo radijski valovi odbijati od dela atmosfere, ker ni mogel videti sprejemne postaje, kar jim je omogočilo potovanje dlje, kot je bilo pričakovano. Leta 1902 sta Oliver Heaviside in Arthur Kennelly izvedela za Marconijeve ugotovitve o radijskem širjenju in sklenila, da ima atmosfera odsevno plast. Vendar je bila plast dejansko imenovana ionosfera šele leta 1926, ko je fizik Robert Watson-Watt napisal članek o njej.