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  卡門在自傳的最後一章,敘述了外層空間的界定的問題:

  眾所周知,海拔越高,大氣層越稀薄,且大氣層並不會在某個海拔突然消失。大氣的分層問題眾說紛紜,大氣層與外層空間的邊界的定義也有許多種。(舉個例子,如果我們把熱層和散逸層當作大氣層的一部分而非外層空間的一部分,大氣層就可以延伸到海拔高度約的天空。)但總的來說,對大氣的分層基本上是基於大氣自身的物理性質來的。  卡門線背後的分層的依據則不同於上述的給大氣分層的方式。它是一條相對突兀的,基於航空航天領域的一些因素而定義的分界線。  航空器之所以能夠停留空中,是因為其與周圍的空氣有一定的相對速度(真實空速),從而能夠在機翼上產生能讓飛機克服重力以飛行的升力。空氣越稀薄,就需要越大的空速來產生足夠的升力。機翼所能夠產生的升力的可由下面的公式計算:  其中  如公式所示,升力("L")的大小正比於空氣密度("ρ")。當海拔升高時,若其他所有因素都保持不變,則真實空速("v")必須增加,以彌補空氣密度("ρ")降低的影響。  太空飛行(軌道上的航天器停留在空中)的原理則與航空飛行不同。太空飛行器之所以能夠停留在軌道上,是憑藉其做類圓周運動所產生的離心力與重力相互平衡。當其速度減慢時,由於重力作用,其執行高度將會有下降的趨勢,反之亦然。使太空飛行器在某個軌道上能夠穩定執行的速度被稱為軌道速度,且其因軌道高度的不同而不同。例如,對於國際太空站,或其他執行在低地球軌道的太空飛行器,它們的軌道速度大約是每小時27000公里(每小時17000英里)。  隨飛機的飛行高度上升,空氣越來越稀薄,空氣能夠提供的升力與越來越少,為保證飛機能夠飛行在空中,所需要的速度也越來越大了。按此趨勢,保證飛機能夠飛行在空中所需要的速度將在某一高度達到該高度的軌道速度。卡門線則是這個支援飛機以全重氣動飛行所需要最低速度等於軌道速度的高度(假定飛機翼載在典型翼載的範圍內)。實際上,由於在飛機達到軌道速度時,地球的非典型球體特性增加了飛機的垂直於地心升力方向的分力,支援全重飛行所需要的速度並不一定能夠維持飛機的飛行高度不變。卡門線的定義則忽略了這種效應,因為軌道速度的定義隱含了在軌道速度下,即使忽略空氣密度,在任意給定高度也足以維持高度不變的特性。因此卡門線也是軌道速度提供了足夠的氣動升力使飛行器能夠沿直線飛行而不必遵循地球表面的曲率,做類圓周運動的最高高度。  當海拔高度達到100公里以上時,空氣密度大約是地球表面的空氣密度1/2,200,000。 因卡門線附近的大氣密度如此之低,可有下式:  其中  儘管上式的計算結果並非恰好是100公里,卡門仍建議將海拔100公里指定為外太空與地球大氣層的界線(因為整十的數更好記)。而且,大氣層也在時刻變化,式中的引數會因時因地而異,計算結果也並恆定不變。拿空氣密度來說,在海拔1000公里處,受時間、Ap指數和太陽流量的影響,空氣密度的最大和最小值會有多達五倍的差距。因此,儘管數值是100公里,卡門線並非一個絕對精確的嚴格定義。至於卡門線被承認為大氣層的邊界,則是後來一個國際委員向FAI的建議促成的。此建議一經採用,卡門線便成為了在各個相關領域都被廣泛接受的界線。  FAI使用卡門線來定義航空、太空活動之間邊界: 然而,時至今日,仍然沒有一條能夠在國際法的層面被國際社會廣泛認可的上可以劃分一個國家的領空與外層空間的界線。

  安德魯·G·哈雷在他的1936年出版的書《政府與太空法》中討論了卡門線有關的問題。在“國家主權的極限”一章中,他對主要作家的觀點的做了一個概括。他還指出了這條分界線所固有的不精確性:  “太空的邊緣”是另一個常用來指代在傳統的海拔100公里的分界線以下的區域的表述。當然,這種表述時也常常包括了一些顯著低於此分界線的區域。例如,某個氣球或某架飛機在描述為“達到太空的邊緣”時,僅僅是指它的飛行高度高於普通的航空器的飛行高度。

  在美國空軍中,宇航員是一個曾經在海拔50海里(80公里)以上的高度飛行過的人。這個的高度大致位於中間層與熱層之間。而美國宇航局對於宇航員的界定則使用FAI的100公里定義。美國政府則沒有對太空的邊界的官方定義。在2005年,三個NASA的前X-15的飛行員(John B. McKay, William H. Dana and Joseph Albert Walker)被追授了宇航員徽章。這是因為在當時(20世紀60年代),他們在任務中飛行的高度(90公里和108公里)並非足夠讓他們被承認為宇航員,而在今日,飛行高度中的後者則超越了國際認為太空的邊界。  有兩篇近期發表的論文 (J.C. McDowell, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, and T. Gangale, JSD, University of Nebraska-Lincoln) 根據卡門的原有的計算和諸如功能性、物理學的因素、文化因素、技術因素、歷史因素、技術因素等因素倡議應當將外層空間的界線定在海拔80km處。  另一個定義是在國際法的討論提出的。此定義根據在軌航天器的可實現的最低近地點,而不是一個給定的高度來定義太空的邊界。由於大氣對飛行器的阻力,一個航天器在無動力的情況下能夠以圓軌道完成對地球的完整環繞的最低高度大約是150公里,而以橢圓軌道的話,最低近地點則是130公里。另外,海拔160公里以上的天空則由於大氣太過稀薄而不能夠衍射足夠的光則完全是黑色。
卡門線(英語:Kármán line)是公認的外太空與地球大氣層的分界線,位於海拔處。它是負責國際的航空太空標準制定、記錄儲存的機構國際航空聯合會所承認的大氣層和太空的界線。