Un scénario permettant de comprendre l'évolution de l'atmosphère terrestre en relation avec les autres planètes du système.

Suite à la formation de la Lune par collision avec un énorme objet céleste, les éléments volatils de la Terre ayant été chassés vers l'extérieur du Système, on considère que les éléments légers et volatils qui constituent l'hydrosphère et l'atmosphère terrestres ont une origine tardive datant de la fin de la formation de la Terre

Les concentrations gazeuses montrent que la composition atmosphérique a été fortement affectée par la vie sur la Terre. L'atmosphère primitive contenait beaucoup d'eau, de dioxyde de carbone, un peu d'azote, de méthane (et selon l'avis de certains experts, d'ammoniac). Après l'apparition des organismes vivants, l’oxygène indispensable à notre survie est devenu prépondérant. Aujourd'hui le dioxyde de carbone, le méthane et l'eau n'existent qu'en quantité infinitésimale dans l'atmosphère.

Évolution de la teneur en oxygène de l'atmosphère. Cette teneur est exprimée en pourcentage de la pression atmosphérique. Les faibles traces initiales d'oxygène proviennent de la photo-dissociation de la vapeur d'eau par l'ultraviolet solaire. La première glaciation provient d'une diminution de l'effet de serre, indice que les grandes quantités de CO₂ apportées par les comètes commencent à être épuisées. Le CO₂ est passé dans les carbonates sédimentaires, partiellement recyclés dans l'atmosphère par les volcans. L'oxygène est produit par photosynthèse, d'abord par les cyanobactéries, puis surtout par les algues et enfin par les plantes. Les plantes ont fait trop d'oxygène trop vite et ont quasiment épuisé le CO₂, provoquant l'instabilité de la teneur en oxygène qui a suivi le Carbonifère.