Az éjszakai világító felhő, vagy poláris mezoszférikus felhő egy rendkívül látványos jelenség a felső légkörben, amelyet mély szürkület idején szoktak megfigyelni. Kialakulására és viselkedésére még nem született teljes magyarázat. A jelenséget vízjég 40-100 nanométer átmérőjű kristályai okozzák, amelyek porszemcsékre telepednek, és amik visszaverik a már horizont alatt lévő Nap fényét. Csak bizonyos körülmények közt tűnnek fel, s ha láthatóak, az a felső légkörben történt változásokra utalhat. A mezoszférában jönnek létre, ami egy rendkívül száraz rétege a légkörnek, ide csak ritkán jut fel nedvesség.
A gyönyörű kék árnyalatokban tündöklő felhők rendkívül érzékenyen reagálnak a környezeti hatásokra, éppen ezért tanulmányozásuk segíthet jobban megérteni a légkör turbulenciáját, ezzel együtt az óceánok, a tavak és más bolygók atmoszférájának működését, és megfigyelésük javíthatja az időjárási előrejelzéseket is.
A NASA ezért nagyjából 80 km-es magasságba engedte fel azt a ballont, amely Svédországtól egészen Kanadáig utazott, s eközben 6 millió felvételt készített a különleges jelenségről. Az adatok feldolgozásába még folyamatban van, de a szakemberek már egy rövidebb videót közzétettek a projektről.
A poláris mezoszférikus felhő kizárólag a nyári hónapokban figyelhető meg az északi és a déli félteke 50° és 70° szélességi fokai közt, amikor a Nap 6 és 16 fok között a láthatár alatt tartózkodik, s légkör alsóbb rétegei az ott lévő más típusú felhőkkel együtt már sötétségbe borultak a Föld árnyékában. A látványosság általában egy órával napnyugta után, vagy ennyivel napkelte előtt a legszebb azokon a nyári heteken, amikor a mezoszféra hőmérsékleti és páratartalmi viszonyai kedvezőek.
A legnagyobb magasságban megfigyelt, mintegy 80–85 km magasságban kialakuló leheletvékony felhő kékes ragyogását annak köszönheti, hogy a horizont alatt tartózkodó Nap fénye megvilágítja a felhőket alkotó apró jégkristályokat, melyek a kékes színt (rövid hullámhosszú fényt) szórják szét legerősebben.
A felhők minden esetben víz és por jelenlétében jönnek létre. A por mikrometeoroktól vagy vulkánkitörésből származhat. A nedvesség a tropopauza résein keresztül emelkedhet fel, vagy metán és semleges töltésű hidroxil-gyökök reakciója hozhatja létre a mezoszférában. A jelenségre ma sincs teljes magyarázat, bár már a Krakatau vulkán 1883-as kitörése után észlelték. Első ízben 1885-ben írták le.
Felfedezésük óta a megfigyelések gyakorisága, fényessége és nagysága növekedett, amely miatt egyes tudósokat azt feltételezik, hogy ez a klímaváltozással is összefüggésben lehet. A troposzféra átlagos hőmérsékletének növekedésével párhuzamosan a mezoszféra csökkenő hőmérsékletet mutat, hiszen az üvegházhatás miatt kevesebb hő tud visszajutni a világűr irányába. Az alacsony hőmérsékletű és igen száraz légréteg relatív páratartalma így emelkedik. A világító felhők kialakulásának mindkét tényező kedvez.
Az utóbbi évtizedekben az űrhajózás is hozzájárult gyakoriságának, intenzitásának növekedéséhez. A felbocsátott űrjárművek rakéta-hajtóanyagának égésekor víz is keletkezik, s ez a víz a felbocsátás során eljut a mezoszférába.
