金星大气层高层大气与电离层金星大气层的中气层是自65千米到120千米高，热层则自120千米高开始，大气层顶（散逸层）高度大约是220到350千米
在散逸层以上的高度大气层内气体粒子之间毫无碰撞运动
金星的中气层可再分成两层：较低的一层在62到73千米高之间；较高的一层则在73到95千米之间
较低层的温度大约是230 K（−43°C），并与云盖顶部相接
较高层温度则持续下降，直到大约95千米高处中气层顶开始的165 K（−108°C），这是金星昼半球大气层最低温处
昼半球的中气层顶，即中气层和热层交界的高度大约在95到120千米之间，温度则上升至大约300到400 K（27到127°C），这是热层中普遍的温度
相较之下金星夜半球的热层则是金星温度最低之处，只有100 K（−173°C），甚至被称为冰冻层
金星上层中气层与热层的环流模式是和低层大气完全不同的
在90到150千米高处的金星气体自昼半球向夜半球移动，并且在昼半球气体上升，夜半球气体下降
在夜半球下降的气体造成了气体的绝热加热，并在90到120千米高处的夜半球中气层形成一个暖层
该暖层的温度是230 K（−43°C），远高于夜半球中气层的典型温度100 K（−173°C）
来自昼半球的气体还带有氧原子，这些氧原子是来自于重组后的可长期存在的单态（1Δg）激发态氧分子，之后结构会松弛并释放波长1.27 μm的红外线辐射
这样的辐射发生于90到100千米高处，并且常被空间探测器或地球天文台观测到
夜半球的中气层高层和热层也是非局部热力学平衡（non-LTE）二氧化碳和一氧化氮分子辐射的来源，这即是夜半球热层温度较低的原因
金星快车已经经由掩星法确认金星大气层中的霾在夜半球高度会远高于昼半球
在昼半球云盖厚度20千米，并且延伸至65千米高处；而夜半球的云盖是由达到高度90千米（中气层）的极厚的霾组成，而较透明的霾高度更延伸至105千米处
2011年金星快车发现金星大气层在100千米高处有薄层的臭氧层
金星的电离层位于120到300千米高处，几乎和热层相重合
高度电离的状态只在金星昼间出现，在夜间电子的浓度几乎是0
金星的电离层总共可分为3层：120到130千米高的 v1 层、140到160千米高的 v2 层和200到250千米高的 v3 层
可能在接近180千米高处还有另一层
最大电子单位密度是在接近日下点的 v2 层中，达到3×1011 m−3
电离层的上部界线（电离层顶）位于高度约220到375千米处，并且分隔诱发磁层内的等离子体和来自行星的等离子体
v1 和 v2 层中的离子主要是 O2+，而 v3 层则是O+
观测到的电离层等离子体动态是在昼间会发生太阳光电离，夜间离子和电子重新结合，这些过程主要和等离子体被加速到被观测到的速度相关
而出现的等离子体流足以维持夜间电离层离子密度在被观测到的中位数或该值附近
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