Najvyššie natrvalo pozorovateľné vrstva ionosféry. Vykazuje odlišné maximálne hustoty zdarma-elektrón sa vyskytujú vo výške, ktorá sa pohybuje od približne 225 km v polárnej zimy až nad 400 km vo dne v blízkosti rovníka magnetické. Ako ostatné ionospheric vrstvy, F2-vrstva je tvorená absorpcie slnečného žiarenia krátkej vlnovej, ale jeho správanie a vlastnosti sú zložitejšie. Na rozdiel od iných ionospheric vrstvy, vrstve F2 tendenciu stúpať počas uprostred dňa, s výnimkou strednej až vysokých zemepisných šírkach v zime. Jeho maximálna elektrónová hustota nastane počas dňa, svoj minimálny zvyčajne len pred východom slnka. Je vrstva, ktorá je veľmi užitočné pre diaľkového rádiového prenosu. Pozri F1-vrstvy.