Las mediciones de temperatura en la atmósfera superior son críticas para entender los patrones climáticos, los procesos de la capa límite, el cambio climático y la validación de observaciones desde el espacio. Sin embargo, ha habido crecientes preocupaciones sobre las discrepancias en los datos, la falta de homogeneidad, los sesgos y las discontinuidades asociadas con los registros históricos de datos climáticos obtenidos mediante estas tecnologías. En consecuencia, este artículo revisa el progreso en la utilización de radiosondas e instrumentos basados en el espacio para obtener registros de temperatura en la atmósfera superior. Se realizó un proceso de revisión sistemática que se centró en artículos publicados entre 2000 y 2023. Se recuperaron un total de 74,899 publicaciones de las bases de datos Google Scholar, Scopus y Web of Science utilizando una consulta de búsqueda por título/resumen/palabras clave. Después de rigurosos procesos de selección utilizando palabras clave relevantes y la eliminación de duplicados, solo se consideraron 599 artículos. Los artículos fueron sometidos a un análisis temático y bibliométrico para delinear de manera integral el progreso, las brechas, los desafíos y las oportunidades relacionadas con la utilización de radiosondas e instrumentos basados en el espacio para monitorear la temperatura en la atmósfera superior. Los resultados muestran que las mediciones in situ de radiosondas y los sensores satelitales han mejorado significativamente en las últimas décadas. Los recientes avances en los algoritmos de corrección de sesgo, incertidumbre y homogeneidad (por ejemplo, enfoques de aprendizaje automático) para mejorar las observaciones de temperatura en la atmósfera superior presentan un gran potencial para mejorar la predicción numérica del tiempo, los estudios de la atmósfera límite, la validación de datos satelitales y la investigación sobre el cambio climático.