Le atmosfere planetarie dipendono fondamentalmente dal loro inventario geochimico, dalla temperatura e dalla capacità del loro campo gravitazionale di trattenere i gas. Nel caso della Terra e di altri pianeti interni, il degassamento iniziale ha rilasciato principalmente anidride carbonica e vapore acqueo. La patina secondaria di comete e meteoriti ha aggiunto altri volatili. La fotodissociazione ha causato cambiamenti secondari, compresa la produzione di tracce di ossigeno dall’acqua. La gravità terrestre non può trattenere i gas leggeri, compreso l’idrogeno, ma trattiene l’ossigeno. Il vapore acqueo generalmente non supera la trappola fredda della stratopausa. Nell’Archeano, l’evoluzione precoce della vita, probabilmente nelle bocche idrotermali, e il successivo sviluppo della fotosintesi nelle acque superficiali, hanno prodotto ossigeno, a 3500 Ma o anche prima, diventando un componente significativo dell’atmosfera a partire da circa 2000 Ma. In seguito, le formazioni di ferro a bande divennero rare e il ferro fu depositato in letti rossi ossidati. I livelli atmosferici di anidride carbonica e di ossigeno sono variati durante il Fanerozoico: cambiamenti importanti possono aver causato estinzioni, in particolare nel Permiano/Triassico. Il calo dell’effetto serra dovuto alla diminuzione a lungo termine dell’anidride carbonica ha ampiamente compensato l’aumento della luminosità solare, e i cambiamenti nei livelli di anidride carbonica sono fortemente correlati ai cicli di glaciazione.