Powietrze to substancja gazowa złożona głównie z azotu, tlenu i argonu. Powietrze w atmosferze otaczającej Ziemię to około 78 procent azotu, 21 procent tlenu i 1 procent argonu, z reszta składa się z różnych innych gazów, w tym neonu, helu i wodoru.
Chociaż udział gazów znajdujących się w powietrzu nie zmienia się w miarę oddalania się od powierzchni Ziemi, gęstość powietrza nie ma miejsca. Oznacza to, że jest mniej cząsteczek azotu, tlenu, argonu i innych gazów na milę ponad powierzchnią Ziemi niż cala ponad nim, ale ten sam stosunek gazów.
Niektóre naturalne i nienaturalne niegazowe cząsteczki występują również w atmosferze, szczególnie w częściach położonych najbliżej powierzchni Ziemi. Należą do nich pył wulkaniczny, zanieczyszczenia aerozolowe, takie jak chlor i rtęć, pyłki i zarodniki pleśni. Poziom tych substancji w powietrzu zależy od miejsca i pór roku.
Zanieczyszczenie powietrza definiuje się jako wprowadzanie do powietrza substancji chemicznych, cząstek stałych lub materii biologicznej. Zwykle uważa się, że jest to problem, ponieważ obniża poziom ozonu, gatunek tlenu, w stratosferze. Z mniejszą ilością ozonu w atmosferze, szkodliwe promienie UV słońca mogą łatwiej dotrzeć do powierzchni Ziemi, przyczyniając się do problemów, takich jak rak skóry i globalne ocieplenie.