Una magnetosfera es la región que rodea a un planeta dominada por el campo magnético del mismo. Otros planetas de nuestro sistema solar tienen magnetosferas, pero la Tierra tiene la más fuerte de todos los planetas rocosos: La magnetosfera de la Tierra es una inmensa burbuja con forma de cometa, que ha desempeñado un papel crucial en la habitabilidad de nuestro planeta. La vida en la Tierra se desarrolló inicialmente y sigue manteniéndose bajo la protección de este entorno magnético. La magnetosfera protege a nuestro planeta de la radiación solar y de las partículas cósmicas, así como de la erosión de la atmósfera por el viento solar, el flujo constante de partículas cargadas que salen del sol.
La magnetosfera de la Tierra forma parte de un sistema dinámico e interconectado que responde a las condiciones solares, planetarias e interestelares. Se genera por el movimiento convectivo del hierro cargado y fundido, muy por debajo de la superficie en el núcleo externo de la Tierra. El bombardeo constante del viento solar comprime el lado orientado al sol de nuestro campo magnético. El lado orientado hacia el sol, o lado diurno, se extiende una distancia de entre seis y diez veces el radio de la Tierra. El lado de la magnetosfera que se aleja del sol -el lado nocturno- se extiende en una inmensa magnetocola, cuya longitud fluctúa y puede medir cientos de radios terrestres, mucho más allá de la órbita de la luna, de 60 radios terrestres.
La heliofísica de la NASA estudia la magnetosfera para comprender mejor su papel en nuestro entorno espacial. Esta investigación ayuda a desentrañar la física fundamental del espacio, que está dominada por complejas interacciones electromagnéticas, a diferencia de lo que experimentamos día a día en la Tierra. El estudio de este entorno espacial cercano a nosotros nos permite comprender mejor la naturaleza del espacio en todo el universo. Además, la meteorología espacial dentro de la magnetosfera -donde residen muchas de nuestras naves espaciales- puede tener a veces efectos adversos en la tecnología espacial, así como en los sistemas de comunicaciones. Una mejor comprensión de la ciencia de la magnetosfera ayuda a mejorar nuestros modelos de meteorología espacial.
Los estudios de la magnetosfera de la NASA incluyen la investigación de: la comprensión de la naturaleza de los fenómenos electromagnéticos en el espacio cercano a la Tierra; cómo el espacio cercano a la Tierra responde a los estímulos externos e internos; cómo la atmósfera media y superior acopladas responden a los factores externos; y cómo las diversas regiones de la magnetosfera y la atmósfera superior interactúan entre sí.
Las misiones heliofísicas de la NASA que contribuyen a la investigación magnetosférica son: Balloon Array for Radiation-belt Relativistic Electron Losses; Geotail; la misión Magnetospheric Multiscale, Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms; Two Wide-Angle Imaging Neutral-Atom Spectrometers; y las Van Allen Probes. Además, los instrumentos de otras misiones de la NASA -por ejemplo, Juno, que observa Júpiter- observan la magnetosfera de otros planetas.