Jordens atmosfär har genomgått drastiska förändringar under hela planetens historia. Inledningsvis producerades den tidiga atmosfären från avgasning av flyktiga element i jordens inre under dess bildande. Detta flyktiga rika material var sannolikt närvarande i den ursprungliga jordens mantel, släppt ut genom vulkanutbrott. Väte, vattenånga, metan, kolmonoxid och kväve är några av huvudkomponenterna som utgjorde den tidiga atmosfären.

När planeten svalnade kondenserade vattenångan och bildade hav, och en betydande del av koldioxiden löstes upp i vattnet, vilket bidrog till utvecklingen av de tidiga havens kemi. Den primitiva atmosfärens reducerande natur, med lite eller inget fritt molekylärt syre, banade väg för uppkomsten av liv på jorden, eftersom primitiva organismer kunde utnyttja den lättillgängliga energin från oorganiska molekyler.

Senare ledde de biologiska processerna till omvandlingen av atmosfären, särskilt genom fotosyntes utförd av cyanobakterier. Syre började ackumuleras som en biprodukt av fotosyntesen, vilket ledde till uppkomsten av en oxiderande miljö. Denna syresättningsprocess ledde så småningom till den syrerika atmosfär vi har idag, vilket gör att komplexa livsformer kan utvecklas och blomstra.