Les nuages noctulescents se forment chaque année en début d’été dans la haute mésosphère polaire autour de 83 km d’altitude. Ils sont formés de minuscules particules de glace de 40 nm de diamètre. La haute mésosphère polaire d’été est la région la région la plus froide de l’atmosphère terrestre. A cette altitude la pression est de seulement 1/100000ème de la pression au sol et l’air y est très sec  mais la  température peut descendre en dessous de -140°C et permettre ainsi la condensation de la très faible quantité de vapeur d’eau autour de poussières météoritiques. Ces nuages extrêmement ténus ne peuvent être observés depuis le sol qu’une ou deux heures après le coucher du soleil quand la haute atmosphère est encore éclairée par le soleil et qu’il fait déjà nuit au sol. Les meilleures conditions d’observations sont entre 50 et 65°N en juin et juillet. Le LATMOS participe à leur étude à partir d’observations depuis l'espace comme avec l’instrument GOMOS à bord du satellite européen ENVISAT. La fréquence d’apparition de ces nuages a augmenté au cours des dernières décennies avec un lien possible avec l’augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère.