Egzosfera – najbardziej zewnętrzna warstwa atmosfery planety lub księżyca. Egzosfera zwana jest inaczej sferą rozpraszania, sferą dyssypacji.

Gazy tworzące egzosferę są rozrzedzone do tego stopnia, że prawdopodobieństwo zderzenia ich cząsteczek, poruszających się z dużymi prędkościami, jest bardzo małe. W egzosferze poruszają się one zatem po trajektoriach balistycznych. Skutkiem tego jest uwalnianie się pojedynczych atomów (szczególnie wodoru i helu) i ich ucieczka w przestrzeń międzyplanetarną, a także brak zjawiska fali dźwiękowej^[1][2]. Egzosfera stanowi płynną strefę przejściową między atmosferą a otwartą przestrzenią kosmiczną, niektórzy naukowcy traktują ją wręcz jako część przestrzeni kosmicznej^[2].

Najprostszą formą atmosfery, którą mogą mieć najmniejsze ciała planetarne zdolne utrzymać otoczki gazowe, jest egzosfera sięgająca do powierzchni. Taką atmosferę ma wiele ciał niebieskich, np. ziemski Księżyc i planeta Merkury. Większe planety Układu Słonecznego i niektóre księżyce mają dostatecznie duże masy, aby utrzymywać „atmosfery kolizyjne”, tzn. poniżej egzosfery występują warstwy atmosfery w których dochodzi do zderzeń cząsteczek^[3][4].

Dolna granica egzosfery Ziemi, termopauza, która oddziela ją od termosfery, znajduje się na wysokości ok. 500 km. Umowna granica przestrzeni kosmicznej, Linia Kármána, znajduje się 400 km niżej w termosferze. Jej zewnętrzna, górna granica jest słabo określona; obserwacje satelitów wykryły poświatę zjonizowanych atomów wodoru na wysokości 100 000 km (jest to tzw. geokorona), a jedna z definicji plasuje granicę egzosfery w odległości 190 000 km od Ziemi, w połowie dystansu do Księżyca^[2]. Ziemska egzosfera zawiera także pasy radiacyjne^[1].

Temperatura w egzosferze nie zmienia się z wysokością, średnio jest równa ok. 1500 K^[1]. Temperatura tak rozrzedzonego gazu jest rozumiana w znaczeniu termodynamicznym, jako miara średniej energii kinetycznej cząsteczek. Ze względu na panującą w egzosferze wysoką próżnię, nie zachodzi tu transport energii cieplnej poprzez przewodnictwo, ani tym bardziej przez konwekcję. Cząstki gazów w egzosferze mogą mieć bardzo duże energie (być „gorące”), jednak z powodu znikomej liczby zderzeń nie są w stanie w znaczący sposób przekazywać ciepła. Głównym czynnikiem decydującym o temperaturze ciała w egzosferze (np. satelity) jest to, czy pada na nie promieniowanie słoneczne; oświetlona strona satelity może się nagrzewać, a będąca w cieniu będzie szybko traciła ciepło przez wypromieniowanie^[5].