Gazem, który tworzy około 21 procent atmosfery jest tlen. Atmosfera otaczająca Ziemię nie jest taka sama jak kiedyś, ponieważ tlen nie był prawie tak obfity.
Pierwszy wolny tlen na Ziemi pochodził prawdopodobnie ze światła słonecznego wchodzącego w interakcje z parą wodną pochodzącą z wulkanów. Około 2,7 miliarda lat temu na Ziemi pojawiły się organizmy zwane cyjanobakteriami. Cyjanobakterie wraz z algami wytwarzały wolny tlen jako produkt uboczny fotosyntezy.
Na początku poziomy tlenu w atmosferze nie zmieniły się znacząco, ponieważ duża część wytworzonego tlenu została pochłonięta przez skały. Gdy skały zostały dostatecznie utlenione, nadmiar tlenu mógł swobodnie gromadzić się w atmosferze. Obecny poziom tlenu w atmosferze pojawił się około 400 milionów lat temu.
