Planetenatmosphären hängen im Wesentlichen von ihrem geochemischen Inventar, der Temperatur und der Fähigkeit ihres Gravitationsfeldes ab, Gase zurückzuhalten. Im Falle der Erde und anderer innerer Planeten wurden bei der frühen Ausgasung hauptsächlich Kohlendioxid und Wasserdampf freigesetzt. Die sekundäre Verblendung von Kometen und Meteoriten fügte weitere flüchtige Stoffe hinzu. Die Photodissoziation verursachte sekundäre Veränderungen, darunter die Bildung von Sauerstoffspuren aus Wasser. Die Schwerkraft der Erde kann leichte Gase, einschließlich Wasserstoff, nicht zurückhalten, wohl aber Sauerstoff. Wasserdampf passiert im Allgemeinen nicht die Kältefalle an der Stratopause. Im Archäikum haben die frühe Entwicklung des Lebens, wahrscheinlich in hydrothermalen Schloten, und die anschließende Entwicklung der Photosynthese in Oberflächengewässern um 3500 Ma oder sogar noch früher Sauerstoff erzeugt, der ab etwa 2000 Ma zu einem wichtigen Bestandteil der Atmosphäre wurde. Danach wurden gebänderte Eisenformationen selten, und Eisen wurde in oxidierten roten Schichten abgelagert. Der Kohlendioxid- und Sauerstoffgehalt der Atmosphäre schwankte während des Phanerozoikums: Größere Veränderungen könnten zu Aussterbeereignissen geführt haben, insbesondere im Perm/Trias. Der abnehmende Treibhauseffekt, der auf die langfristige Abnahme des Kohlendioxids zurückzuführen ist, hat die zunehmende Sonneneinstrahlung weitgehend ausgeglichen, und die Veränderungen des Kohlendioxidgehalts stehen in engem Zusammenhang mit den Zyklen der Vergletscherung.