La atmósfera terrestre ha sufrido cambios drásticos a lo largo de la historia del planeta. Inicialmente, la atmósfera primitiva se produjo a partir de la desgasificación de elementos volátiles del interior de la Tierra durante su formación. Este material rico en volátiles probablemente estaba presente dentro del manto de la Tierra primordial, liberado a través de erupciones volcánicas. El hidrógeno, el vapor de agua, el metano, el monóxido de carbono y el nitrógeno son algunos de los componentes principales que formaron la atmósfera primitiva.

A medida que el planeta se enfrió, el vapor de agua se condensó para formar océanos y una porción significativa del dióxido de carbono se disolvió en las aguas, lo que contribuyó al desarrollo de la química de los primeros océanos. La naturaleza reductora de la atmósfera primitiva, con poco o ningún oxígeno molecular libre, allanó el camino para el surgimiento de la vida en la Tierra, ya que los organismos primitivos pudieron aprovechar la energía fácilmente disponible de las moléculas inorgánicas.

Posteriormente, los procesos biológicos llevaron a la transformación de la atmósfera, particularmente a través de la fotosíntesis realizada por las cianobacterias. El oxígeno comenzó a acumularse como subproducto de la fotosíntesis, lo que provocó el surgimiento de un ambiente oxidante. Este proceso de oxigenación finalmente condujo a la atmósfera rica en oxígeno que tenemos hoy, permitiendo que formas de vida complejas evolucionen y florezcan.