电子浓度随高度的分布受时间、季节和太阳的活动性影响很大，浓度值和各区的范围都不是固定的。在夜间由于受不到太阳的照射，而低层大气的密度又较大，复合较强，D层会消失，E、F层的电子浓度也会降低一、二个数量级。在很偶然的情况下，E层中会出现Es层，电子浓度程高，甚至能反射50MHz左右的电磁波，其寿命则只有数小时或更短。在太阳表面黑子较多而喷出大量粒子流时，F层可能因受热膨胀而浓度大大下降，以致短波通信中断几小时乃至几十小时。这种情况在高纬度地区比较严重。
电离层是色散性媒质。当折射率成为虚数时，电磁波受到截止衰减，不能传播。
电离层中的自由电子在电场的作用下，其运动方式是随机的热运动与有规则的振动相叠加。在与其它较重粒子碰撞时，其振动动能由被撞的粒子吸收，而这种动能是由对电子施力的电磁场能流转化而来，因此碰撞使电磁波受到吸收衰减。在D层，由于大气密度高，碰撞频率约有8×107次/秒。在F层，除在太阳爆发时（热骚动）以外，其碰撞几乎可以忽略。电离层中自由电子的运动还受地磁场的影响。电子热运动的轨迹并不是直折线。在电离层中有外电磁场作用时，由于电离程度弱，电荷之间的相互作用以及电磁波中的磁场对电子的作用都相对很弱，决定电子有规运动的力来自电磁波的电场和地磁场。地磁场力的方向正交于地磁场与电子速度所共的平面，使电子随时得到横向加速度，因而电子的有规振动不与电场共直线，于是等效电极化强度矢量与电场强度矢量不平行。电离层在地磁场影响下成为磁旋各向异性媒质。电离层的等效折射率具有双值n1、n2，且与波的传播方向和地磁方向的夹角有关，在n1、n2，都是实数的情况下，n1<n2。在波传播方向和地磁方向垂直时，n2与地磁场无关，故称为寻常折射率而n1则称为异常折射率。
电离层并不是整体静止的，那里也存在着随机的流动。带电粒子的分布是在其平均值上叠加着随机的起伏，在某些地区还可能存在浓度较高的团块，而且起伏和团块都是随时间变动的。电离层精细结构的探测与机理分析，正吸引着很多人的注意。
蓝色星球的大气层则是蓝色星球最好的防护盔甲。地球大气层的自然形成，其作用是多方面的，主要表现有如下五个方面：
一是保护水圈的循环。地球上所有生物物种都必须要依靠水才能良性生存，大气层渗透着地球每天阳光蒸发的气态水，并能以下雨或下雪和早上大雾的方式回归到地球上，能确保地球水圈的循环，能实现生物圈及时补充水份，有利于生物圈的良性生存。
二是保护地表氧气的适度。在大气层围封的作用下，由海洋和植物圈每天散发出来的氧气，不能散出外层空间，保持适度氧气在地球表层，有助于生物圈供氧生存。
三是对太阳热辐射起盾牌作用。太阳光的紫外线热辐射十分猛烈，大气层能对其起盾牌作用，能将阳光紫外线辐射降低到地球生物圈生存适应性范围，有利于地球生物圈的良性生长。
四是确保液态水体(海洋)的稳定性。在大气层围封作用下，能保持着地球地表液态水体的稳定性，确保海洋、江河、湖泊等液态水体的存量，有利于地球生物圈的良性生存。
五是起到保护地表环境稳定性的作用。依据天文学家监测表明，大气层每天会有约为36千吨来自太空的物质进入，通常都是些小石块、中石块和大石块的情况，但还间歇会有巨石块或小行星进入的情况发生，当巨石块或小行星进入时，如果没有大气层对其产生摩擦分离变少之作用，而直接撞到地球地表上，将会破坏地表生存环境的稳定性。
大气层是由各种气体所混合构成的，其中最主要的成分有氮气和氧气，还有一些少量的二氧化碳、稀有气体和水蒸气。这些混合气体因重力的关系围绕着地球，在地球最外部行成了一个气体圈层，这层大气既为生命所必需，又为地面生物提供良好的保护。