Земята се е образувала преди около 4,5 милиарда години, заедно с останалите седем планети в Слънчевата система. Когато Земята се охлажда, примитивна атмосфера се създава от изпускането на газове от ранните вулкани. Ранната атмосфера не съдържаше кислород и би била токсична за хората, както и за повечето други животи на Земята днес.
Водород и хелий
Смята се, че Земята се е образувала от газ и прах, които обикалят около Слънцето. По-голямата част от газа би била съставена от по-леки елементи, като водород и хелий. Ранната Земя имаше голямо количество водород и хелий в атмосферата и това бавно щеше да избяга в космоса поради ниската маса на тези газове. Днес водородът и хелийът съставляват по-малко от 1 процент от земната атмосфера.
Водна пара
Водните пари се произвеждат от ранната вулканична активност, а също и от водоносни комети, които оказват влияние върху земята. Водните пари са останали в газообразна форма, тъй като ранната Земя е била твърде гореща, за да може водата да съществува в течна форма. Океаните с течна вода се появяват едва около милиард години след формирането на Земята.
Въглероден двуокис
Въглеродният диоксид се отделя от вулканите в ранната Земя и е един от основните компоненти на нейната атмосфера. С остаряването на Земята количеството вулканична активност намалява и някои организми започват да използват въглеродния диоксид при фотосинтезата. Това доведе до постоянен спад в нивата на въглероден диоксид. Днешната атмосфера се състои само от 0,04 процента въглероден диоксид.
Азот
Вулканите на ранната Земя също произвеждат азот, който се превръща в основен компонент на атмосферата. Азотът е от съществено значение за създаването на градивни елементи на живота, като аминокиселини. Днес азотът е най-големият компонент на земната атмосфера, като представлява приблизително 78 процента от газовете.
Кислород
Нямаше кислород в ранната атмосфера, докато простите организми не развиха способността да извършват фотосинтеза. По време на този процес се използват слънчева светлина и въглероден диоксид, за да се създаде енергия, освобождавайки кислород като страничен продукт. Геохимичните изследвания предполагат, че кислородът е станал компонент на атмосферата приблизително 2 милиарда години след формирането на Земята. Малка част от кислородните атоми се свързват, за да създадат озон - молекула, състояща се от три кислородни атома - в горните слоеве на атмосферата. Днес кислородът представлява приблизително 21 процента от атмосферните газове и е от съществено значение за живота. Простият молекулярен кислород се използва от повечето живи същества, за да създава енергия. Озоновият слой играе съществена роля, като абсорбира вредната ултравиолетова светлина в днешната атмосфера.