Planetariske atmosfærer afhænger grundlæggende af deres geokemiske opbygning, temperatur og deres tyngdefeltets evne til at tilbageholde gasser. I Jordens og andre indre planeters tilfælde frigjorde den tidlige udgasning hovedsagelig kuldioxid og vanddamp. Kometer og meteoritter har med deres sekundære fernis tilføjet yderligere flygtige stoffer. Fotodissociation forårsagede sekundære ændringer, herunder produktion af spor af ilt fra vand. Jordens tyngdekraft kan ikke tilbageholde lette gasser, herunder brint, men tilbageholder ilt. Vanddamp passerer generelt ikke den kolde fælde ved stratopausen. I Arkæikum producerede den tidlige udvikling af liv, formentlig i hydrotermiske slamslukningssteder, og den efterfølgende udvikling af fotosyntese i overfladevand, ilt ved 3500 Ma eller endnu tidligere, som blev en væsentlig bestanddel af atmosfæren fra omkring 2000 Ma. Herefter blev jernbåndsformationer sjældne, og jern blev aflejret i oxiderede røde lag. Atmosfæriske niveauer af kuldioxid og ilt har varieret i løbet af Phanerozoikum: større ændringer kan have forårsaget udryddelser, især i Perm/Trias. Den aftagende drivhuseffekt som følge af det langsigtede fald i kuldioxid har stort set opvejet den stigende sollysstyrke, og ændringer i kuldioxidniveauet hænger stærkt sammen med istidscyklusser.