Siempre hay oxígeno en la atmósfera terrestre. Sin embargo, la concentración de oxígeno disminuye a medida que se asciende en la atmósfera. Esto se debe a que la masa de aire ejerce una presión que comprime las capas inferiores de la atmósfera, haciéndolas más densas. Cuanto más se asciende, menos denso se vuelve el aire y disminuye la concentración de oxígeno.

Al nivel del mar, la concentración de oxígeno es aproximadamente del 21%. En la tropopausa, que es el límite entre la troposfera y la estratosfera, la concentración de oxígeno es aproximadamente del 10%. En la mesopausia, que es el límite entre la mesosfera y la termosfera, la concentración de oxígeno es aproximadamente del 0,1%.

Si bien los humanos pueden respirar el aire enrarecido en la tropopausa, rápidamente se asfixiarían en la mesopausa. Por eso los astronautas necesitan usar máscaras de oxígeno cuando están en el espacio.