从地球之外观测，向阳面地球外层空间仿佛戴着一顶主要由氢原子莱曼α射线构成的光罩，故此得名。地球大气层中的中性氢原子向地球外逃逸，漫布在等离子体层及其以上的地球空间之中，称为地球外层，又名外逸层。地冕便是地球外层的一种“可视化”表现。

地球外层大气极其稀薄，在环电流内边界附近每立方米约有10⁹个氢原子。这样低的数密度，很难进行直接探测。地球外层可视为地球大气层的延伸，其外边界称为外层顶，离地球约20万千米(31个地球半径)，在此高度上太阳辐射压强与地球引力达到平衡。内边界称为外层底，位于大气逃逸的临界高度，离地面大约500千米。在这一高度以下，大气层足够稠密，大气分子和原子的运动受碰撞控制；在外层底以上，碰撞次数减少，速度足够高的大气原子可以挣脱地球引力的束缚，逃逸到行星际空间之中。除逃逸粒子之外，外层中也存在受引力束缚的氢原子。这些原子在引力作用下或沿弹道轨道运动，或像卫星一样绕地球转动，然后逐步落入稠密大气层之中。 

地冕的发射属于气辉现象。地冕中的粒子，通过共振散射和荧光散射过程，将吸收的太阳远紫外波段中氢和氦的辐射再释放出来，形成自己的发射。地冕发射不仅发生在太阳辐射直接照射到的区域，而且通过光子的多次散射，传输到地球的阴影区。氢原子共振线莱曼α射线是地冕发射中最强的谱线，它的发射强度随发射区的高度和太阳天顶角而变化。1972年，美国登月宇宙飞船“阿波罗”16号的宇航员，在月球上拍摄到的地球的远紫外辐射照片，显示了地冕莱曼α辐射强度的全球分布。这项观测还发现，在远离地心15个地球半径的地方，仍能从行星际辐射背影中区别出地冕的辐射。