Atmosfera ziemska, która ma około 300 mil grubości, składa się głównie z azotu i tlenu, chociaż w jej składzie jest wiele innych substancji śladowych. Substancje śladowe stanowią zaledwie 1% masy atmosfera, podczas gdy azot (78 procent), tlen (21 procent) i argon (1 procent) stanowią resztę.
Mniejszość 1 procent zawiera różne rzeczy, w tym niewielkie ilości neonu, dwutlenku węgla, helu, kryptonu, metanu, podtlenku azotu, wodoru, jodu, ozonu, ksenonu, amoniaku i tlenku węgla. Na niższych wysokościach może również występować para wodna.
Wczesna atmosfera Ziemi nie była tak gościnna jak obecna atmosfera. W rzeczywistości była około 100 razy gęściejsza około 4,4 miliarda lat temu, kiedy ziemia najpierw ochłodziła się i była znacznie obfitsza w amoniak i dwutlenek węgla niż obecnie. Ziemia jest jedyną planetą znaną z podtrzymywania życia, ponieważ atmosfera chroni planetę przed promieniowaniem i ciepłem ze słońca.
Atmosfera podzielona jest na pięć warstw, w tym troposferę, stratosferę, mezosferę, termosferę i egzosferę. Warstwa najbliższa Ziemi to troposfera. Ma grubość od 4 do 12 mil. Naukowcy wiedzą co najmniej o mezosferze, ponieważ balony meteorologiczne i dżety nie mogą osiągnąć swojej wysokości (31 do 53 mil ponad Ziemią), a orbity satelitów zbyt wysoko nad nią.