太阳风和地球外层空间等离子体都具有高导电性,它们各自与自身的磁场“冻结”,不能互相穿透,于是在两者压强相平衡的位置上形成薄的电流片将彼此隔开,这个边界就是磁层顶。磁层顶内侧连接磁层边界层,外侧与磁鞘相邻,在弓激波下游被压缩和加热的太阳风沿着它流过磁层。磁层顶电流片中的电流称为查普曼-费拉罗(Chapman-Ferraro) 电流,两侧磁场和等离子体参数有明显的跃变。1963年,探测者12号(Explorer 12)卫星首次清晰地观测到向阳面磁层顶。
磁层顶电流片的典型厚度为数百至一千千米,低纬和中纬附近最薄,极端情况下仅为100千米。向阳面磁层顶表面呈椭球面形,背阳面逐渐变为圆柱形状,一直伸展至100~200个地球半径以远,截面半径从大约15个地球半径增加到25~30个地球半径。磁层顶的位置随着太阳风动压强的变化不断改变。向阳面磁层顶赤道顶端的地心距离平均为10~11个地球半径。在高速太阳风的剧烈推压下,向阳面磁层顶可以被压缩到地球同步高度(6.6个地球半径)以内。
太阳风和磁层通过磁层顶发生相互作用,其中最重要的过程是磁层顶磁重联,其次是准黏性作用,后者的输运效应不及前者的1/5。此外,还有压力脉冲等。由于存在微弱的耗散效应,行星际磁场和地磁场的磁力线可以在磁层顶薄电流片内“断裂”和重联,从而将行星际空间和磁层连接起来。
磁层顶有两种常见的磁重联形态:一是X线重联。生成的开放磁力线被太阳风带往磁尾。二是磁通量绳。被磁鞘流携带着向磁层顶侧面和高纬运动。太阳风通过磁层顶磁重联向磁层传输能量、动量和等离子体,驱动磁层对流,激发磁层扰动。行星际磁场具有南向或北向分量时,磁层顶重联分别发生在向阳面和极尖区夜晚侧的高纬磁层顶。磁层顶两侧磁场及等离子体层参数与流速存在巨大的差异,因而磁层顶附近充满自由能,可以激发多种等离子体不稳定性。微观不稳定性发展导致的波-粒子作用和等离子体流速度剪切驱动Kelvin-Helmholtz不稳定性产生的大尺度涡旋,都会引起“反常输运”,向磁层传输太阳风的能量和动量。紧邻磁层顶内侧的磁层边界层就是这两种耦合作用的直接产物。