Область іоносфери	Висота максимуму, км	Ti, K	День		Ніч ne, см–3	a΄, ρм3с–1
			мин ne, см–3	макс ne, см–3
D	70	20	100	200	10	10–6
E	110	270	1,5·105	3·105	3000	10–7
F1	180	800–1500	3·105	5·105	–	3·10–8
F2 (зима)	220–280	1000–2000	6·105	25·105	~105	2·10–10
F2 (літо)	250–320	1000–2000	2·105	8·105	~3·105	10–10
ne – електронна концентрація, е – заряд електрона, Ti – температура іонів, a΄ – κоефіцієнт рекомбінації (який визначає величину ne і її зміни в часі) Концентрація електричних зарядів (електронна концентрація рівна іонній) в земній іоносфері на висоті 300 км складає вдень біля 106 см–3. Плазма такої густини відбиває радіохвилі довжиною більш 20 м, а більш короткі пропускає. Типовий вертикальний розподіл електронної концентрації в іоносфері для денних і нічних умов.

Іоносферні шари – це області в атмосфері, у яких досягаються максимальні значення концентрації вільних електронів (тобто їхнього числа в одиницях об'єму). Електрично заряджені вільні електрони і (у меншому ступені менш рухливі іони), що виникають у результаті іонізації атомів атмосферних газів, взаємодіючи з радіохвилями (тобто електромагнітними коливаннями), можуть змінювати їхній напрямок, відбиваючи або переломлюючи них, і поглинати їхню енергію. У результаті цього при прийомі далеких радиостанцій можуть виникати різні ефекти, наприклад, завмирання радіозв'язку, посилення чутності вилучених станцій, блекаути і т.п. явища.
Шари	D	E	F1	F2
Висота макс., км	80	115	170	300
Товщ. шару, км	15	25	60	300
Число атомів і мол. в см 3	4·1014	1012	2·1010	109
Конц. електронів макс.	600	105	2·105	6·105

Нормальна іоносфера. Спостереження, проведені за допомогою геофізичних ракет і супутників, дали масу нової інформації, що свідчить, що іонізація атмосфери відбувається під впливом сонячної радіації широкого спектра. Основна її частина (більш 90%) зосереджена у видимій частині спектра. Ультрафіолетове випромінювання з меншою довжиною хвилі і більшою енергією, ніж у фіолетових світлових променів, випускається воднем внутрішньої частини атмосфери Сонця (хромосфери), а рентгенівське випромінювання, що володіє ще більш високою енергією, – газами зовнішньої оболонки Сонця (корони). Нормальне (середнє) стан іоносфери обумовлений постійним могутнім випромінюванням. Регулярні зміни відбуваються в нормальній іоносфері під впливом добового обертання Землі і сезонних розходжень кута падіння сонячних променів опівдні, але відбуваються також непередбачені і різкі зміни стану іоносфери.

Збурювання в іоносфері. Як відомо, на Сонце виникають могутні циклічно повторювані прояви активності, що досягають максимуму кожні 11 років. Спостереження по програмі Міжнародного геофізичного року (МГР) збіглися з періодом найбільш високої сонячної активності за весь термін систематичних метеорологічних спостережень, тобто з початку 18 століття. У періоди високої активності яскравість деяких областей на Сонце зростає в кілька разів, і різко збільшується потужність ультрафіолетового і рентгенівського випромінювання. Такі явища називаються спалахами на Сонце. Вони продовжуються від декількох хвилин до одного-двох годин. Під час спалаху викидається сонячна плазма (в основному протони й електрони), і елементарні частки спрямовуються в космічний простір. Електромагнітне і корпускулярне випромінювання Сонця в моменти таких спалахів впливає на атмосферу Землі. Первісна реакція відзначається через 8 хвилин після спалаху, коли інтенсивне ультрафіолетове і рентгенівське випромінювання досягає Землі. У результаті різко підвищується іонізація; рентгенівські промені проникають в атмосферу до нижньої границі іоносфери; кількість електронів у цих шарах зростає настільки, що радіосигнали майже цілком поглинаються («гаснуть»). Додаткове поглинання радіації викликає нагрівання газу, що сприяє розвиткові вітрів. Іонізований газ є електричним провідником, і коли він рухається в магнітному полі Землі, виявляється ефект динамо-машини і виникає електричний струм. Такі струми можуть у свою чергу викликати помітні збурювання магнітного поля і виявлятися у виді магнітних бур.