Suhu di lapisan stratosfer bervariasi, tetapi secara umum suhu cenderung meningkat dengan ketinggian. Pada ketinggian 20-30 km di atas permukaan bumi, stratosfer mengalami peningkatan suhu dengan ketinggian karena adanya penyerapan radiasi ultraungu oleh ozon. Suhu di stratosfer biasanya berkisar antara -60°C hingga 0°C. Namun, meskipun suhu di stratosfer cenderung naik dengan ketinggian, suhu di lapisan atas stratosfer (sekitar 50 km di atas permukaan bumi) justru cenderung menurun hingga mencapai suhu sekitar -80°C