Dünya atmosferi, hidrojen bakımından zengin bir erken dönemden modern oksitleyici kimyaya kadar, yaşamı boyunca birçok farklı aşamadan geçti. güneş sisteminin oluşturduğu toz ve gaz bulutu. Bu kimya bazı asteroitlerde görülebilir ve hidrojen, helyum ve kompleks organik moleküllerin bir kombinasyonudur.
İlk atmosfer uzun sürmedi. Neredeyse sadece hafif gazlardan oluşuyordu ve güneş rüzgâra maruz kaldı. Tarihinin başlarında, Dünya farklılaştırılmış bir çekirdeğe sahip değildi. Bu nedenle gezegen, Güneş tarafından atılan yüklü parçacıkları saptırmak için güçlü bir manyetik alandan yoksundu. Bu, hafif gazların uzaya yayılma eğilimi ile birleştiğinde, Dünya'nın ilk atmosferini boşa harcadı.
İkinci atmosfer, temel olarak Dünya'daki birçok aktif volkan tarafından aşılanan bileşiklerden oluşuyordu. Bu atmosfer su buharı, karbon dioksit, kükürt dioksit, kükürt ve klor bakımından zengindi. Hidrojen de bu ortamda, moleküler azot olduğu gibi mevcuttu. Bu zamana kadar, Dünya'nın çekirdeği farklılaştı ve güçlü bir manyetik alan büyük bir atmosferin korunmasına izin verdi.
Sonunda, güneş ışığını kimyasal enerjiye dönüştürmek için yaşam gelişti. Volkanik gazlarda bulunmayan moleküler oksijen, fotosentezin bir yan ürünüdür ve 2 ila 2.8 milyar yıl önce büyük miktarlarda salınır ve bu yaştaki kayalarda karakteristik bant oluşumlarına neden olur.
