Jorden bildades för ungefär 4,5 miljarder år sedan, tillsammans med de andra sju planeterna i solsystemet. När jorden kyldes skapades en primitiv atmosfär genom uttömning av tidiga vulkaner. Den tidiga atmosfären innehöll inget syre och skulle ha varit giftigt för människor, såväl som för de flesta andra liv på jorden idag. . Den stora majoriteten av gasen skulle ha varit sammansatt av de lättare elementen, såsom väte och helium. Den tidiga jorden hade en stor mängd väte och helium i atmosfären och detta skulle långsamt ha flytt ut i rymden på grund av den låga massan av dessa gaser. Idag utgör väte och helium mindre än 1 procent av jordens atmosfär.
Vattenånga

Vattenånga producerades av tidig vulkanisk aktivitet och även från vattenförande kometer som påverkade jorden. Vattenångan förblev i gasform, eftersom den tidiga jorden var för varm för att vatten fanns i flytande form. Flytande vattenhav dök inte upp förrän cirka en miljard år efter att jorden bildades.
Koldioxid

Koldioxid släpptes av vulkaner på den tidiga jorden och var en av de viktigaste beståndsdelarna i dess atmosfär. När jorden åldrades minskade mängden vulkanaktivitet och vissa organismer började använda koldioxid vid fotosyntes. Detta ledde till en stadig minskning av koldioxidnivåerna. Dagens atmosfär består av endast 0,04 procent koldioxid.
Kväve

Vulkaner på den tidiga jorden producerade också kväve, som blev en viktig del av atmosfären. Kväve är väsentligt för att skapa byggstenar i livet, till exempel aminosyror. Idag är kväve den största beståndsdelen i jordens atmosfär och står för cirka 78 procent av gaserna.
Syre

Det fanns inget syre i den tidiga atmosfären förrän enkla organismer utvecklade förmågan att utföra fotosyntes. Under denna process används solljus och koldioxid för att skapa energi, vilket släpper ut syre som en biprodukt. Geokemiska studier tyder på att syre blev en del av atmosfären ungefär 2 miljarder år efter att jorden bildades. En liten andel av syreatomerna bundna till att skapa ozon - en molekyl bestående av tre syreatomer - i den övre atmosfären. I dag står syre för cirka 21 procent av de atmosfäriska gaserna och är livsviktig. Enkelt molekylärt syre används av de flesta levande varelser för att skapa energi. Ozonskiktet spelar en viktig roll genom att absorbera skadligt ultraviolett ljus i dagens atmosfär.