Magnetosfääri on planeetan ympärillä oleva alue, jota hallitsee planeetan magneettikenttä. Muilla aurinkokuntamme planeetoilla on magnetosfäärejä, mutta Maalla on kaikista kiviplaneetoista voimakkain magnetosfääri: Maan magnetosfääri on valtava, komeetan muotoinen kupla, jolla on ollut ratkaiseva merkitys planeettamme asuttavuuden kannalta. Elämä Maassa kehittyi alun perin ja säilyy edelleen tämän magneettisen ympäristön suojassa. Magnetosfääri suojaa kotiplaneettaamme auringon ja kosmisten hiukkasten säteilyltä sekä ilmakehän syöpymiseltä aurinkotuulen – auringosta lähtevien varattujen hiukkasten jatkuvan virtauksen – vaikutuksesta.
Maan magnetosfääri on osa dynaamista, toisiinsa kytkeytynyttä systeemiä, joka reagoi auringon, planeetan ja tähtienvälisiin olosuhteisiin. Se syntyy varautuneen, sulan raudan konvektiivisesta liikkeestä kaukana pinnan alapuolella Maan ulommassa ytimessä. Aurinkotuulen jatkuva pommitus puristaa magneettikenttämme aurinkoon päin suuntautuvaa puolta. Auringon puoleinen puoli eli päiväsivu ulottuu noin kuudesta kymmenkertaisen matkan päähän Maan säteestä. Magnetosfäärin auringosta poispäin suuntautuva puoli eli yöpuoli ulottuu valtavaksi magneettipyrstöksi, jonka pituus vaihtelee ja joka voi olla satojen Maan säteiden mittainen, kaukana Kuun kiertoradan 60 Maan säteestä.
NASA:n heliofysiikka tutkii magnetosfääriä ymmärtääkseen paremmin sen roolia avaruusympäristössämme. Tällainen tutkimus auttaa selvittämään avaruuden perusfysiikkaa, jota hallitsevat monimutkaiset sähkömagneettiset vuorovaikutussuhteet, jotka eivät ole samanlaisia kuin ne, joita koemme päivittäin Maassa. Tutkimalla tätä lähellä kotia sijaitsevaa avaruusympäristöä voimme ymmärtää paremmin avaruuden luonnetta koko maailmankaikkeudessa. Lisäksi magnetosfäärissä – jossa monet avaruusaluksistamme sijaitsevat – vallitseva avaruussää voi joskus vaikuttaa haitallisesti avaruusteknologiaan ja viestintäjärjestelmiin. Magnetosfäärin tieteen parempi ymmärtäminen auttaa parantamaan avaruussäämallejamme.
NASA:n magnetosfääritutkimuksiin kuuluu tutkimus, jossa tutkitaan: sähkömagneettisten ilmiöiden luonteen ymmärtämistä maanläheisessä avaruudessa; sitä, miten maanläheinen avaruus reagoi ulkoisiin ja sisäisiin ärsykkeisiin; sitä, miten toisiinsa kytkeytyneet keski- ja yläilmakehä reagoivat ulkoisiin tekijöihin; ja sitä, miten magneettosfäärin ja yläilmakehän erilaiset alueet ovat vuorovaikutuksessa toisiinsa nähden.
NA:n keliropiatutkimusohjelmat, joilla osallistutaan magnetosfääritutkimukseen, ovat seuraavat: Balloon Array for Radiation-belt Relativistic Electron Losses; Geotail; Magnetospheric Multiscale mission, Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms; Two Wide-Angle Imaging Neutral-Atom Spectrometers; ja Van Allen Probes. Lisäksi muiden NASA:n operaatioiden – esimerkiksi Jupiteria tarkkailevan Junon – instrumentit tarkkailevat muiden planeettojen magnetosfääriä.