Zewnętrzna granica jego atmosfery sięga blisko powierzchni Roche’a, co sugeruje, że planeta doświadcza utraty atmosfery, zwiększaną przez ekstremalnie silne promieniowanie swojej gwiazdy macierzystej. W 2020 r. zmierzono wskaźnik strat atmosfery równy 18-68 mas Ziemi na miliard lat.
Między 18 lipca i 11 września 2019 r. kosmiczny teleskop TESS zarejestrował 27 tranzytów KELT-9b, podczas których wykonywał pomiary co dwie minuty. Dzięki tym pomiarom ustalono, że KELT-9b jest jedną z najgorętszych znanych egzoplanet, z temperaturą w górnych warstwach atmosfery sięgającą 4600 K, wyższą niż ma wiele gwiazd o małej masie. Planeta ta otrzymuje aż 44 000 razy więcej energii od swojej gwiazdy niż Ziemia od Słońca. Cząsteczki znajdujące się w części planety skierowanej w stronę gwiazdy macierzystej są rozkładane na atomy, tak że sekwestrowane pierwiastki metali ciężkich mogą istnieć jako formy atomowe, w tym obojętne i pojedynczo zjonizowane żelazo atomowe oraz pojedynczo zjonizowany tytan, wracając do pierwotnej postaci w ciemnej stronie planety.