Исследование высоких слоев атмосферы, или, как говорят «свободной атмосферы», в настоящее время проводится прямыми и косвенными методами. Прямые методы состоят в том, что атмосфера изучается на основе вертикального зондирования помощью приборов, поднимаемых на летательных аппаратах, а косвенные — на основе наблюдений, производимых с земной поверхности над различными физическими явлениями в высоких слоях атмосферы.Ив числа прямых методов наиболее распространены в настоящее время -радиозондирование, самолетное зондирование и метод — шаров-пилотов.Косвенные методы изучения верхних слоев атмосферы сводятся к установлению выводов о составе и строении атмосферы на основе, наблюдении с земной поверхности над отдельными явлениями, возникающими на больших высотах (полярные сияния, возгорание метеоритов и т. п.). О свойствах высоких слоев атмосферы судят и по тому, как распространяются в атмосфере звук, световые лучи и радиоволны.