Planeettojen ilmakehät riippuvat olennaisesti niiden geokemiallisesta inventaariosta, lämpötilasta ja painovoimakentän kyvystä pidättää kaasuja. Maan ja muiden sisäisten planeettojen tapauksessa varhaiset kaasutukset vapauttivat pääasiassa hiilidioksidia ja vesihöyryä. Komeettojen ja meteoriittien aiheuttama sekundaarinen kerros lisäsi haihtuvia aineita. Fotodissosiaatio aiheutti sekundaarisia muutoksia, joihin kuului myös hapen tuottaminen vedestä. Maan painovoima ei pysty pidättämään kevyitä kaasuja, kuten vetyä, mutta pidättää happea. Vesihöyry ei yleensä läpäise stratopaussin kylmäloukkua. Arkeeisella kaudella elämän varhainen kehittyminen, luultavasti hydrotermisissä lähteissä, ja sitä seurannut fotosynteesin kehittyminen pintavesissä tuotti happea 3500 ma:ssa tai jopa aikaisemmin, ja siitä tuli ilmakehän merkittävä komponentti noin 2000 ma:sta alkaen. Tämän jälkeen rautamuodostumat muuttuivat harvinaisiksi, ja rauta kerrostui hapettuneisiin punaisiin kerrostumiin. Hiilidioksidin ja hapen pitoisuudet ilmakehässä ovat vaihdelleet fanerotsooisen kauden aikana: suuret muutokset ovat saattaneet aiheuttaa sukupuuttoja, erityisesti permikauden ja triaskauden aikana. Hiilidioksidin pitkäaikaisesta vähenemisestä johtuva kasvihuoneilmiön väheneminen on suurelta osin kompensoinut auringon valovoiman lisääntymistä, ja hiilidioksidipitoisuuksien muutokset liittyvät vahvasti jäätiköitymissykleihin.