Будући да је атмосфера танак слој у поређењу са величином земље, она се суочава са тежим проблемима због људских активности него друге компоненте планете. Смеша је многих гасова, али се њен састав мења. Ако се промене наставе, проблеми земљине атмосфере могу имати негативне последице на цео живот, али посебно на нашу сопствену сложену и енергетски интензивну цивилизацију.
Гасови стаклене баште
Атмосферу углавном чине азот и кисеоник, али садржи око 0,04 процента угљен-диоксида. Ова мала количина угљен-диоксида пропушта сунчеву светлост кроз атмосферу, али задржава топлоту коју ствара сунчева светлост када погоди површину земље. Угљен-диоксид производимо када сагоревамо фосилна горива попут нафте и гаса, а додат угљен-диоксид повећава количину заробљене топлоте. Угљен-диоксид делује попут стакла у стакленику, загревајући земљу. Угљен-диоксид и неки други гасови који делују на исти начин, попут метана, називају се стакленичким гасовима и помажу у глобално загревање.
Остали гасови
Други проблем са којим се атмосфера суочава је контаминација другим штетним гасовима. Поред угљен-диоксида, фабрике и електране производе оксиде сумпора и азота. Ови загађивачи улазе у атмосферу кроз димњаке, издувне вентилаторе и испаравање, а атмосфера их дистрибуира широм света. Када је локална контаминација озбиљна, може изазвати респираторне тегобе и погоршати услове као што је астма и изазвати киселе кише. У Сједињеним Државама, Агенција за заштиту животне средине приморала је индустрије да смање емисију штетних гасова, али неке друге земље и даље у великој мери загађују.
Озонски омотач
Један од горњих слојева атмосфере, стратосфера, смештена од 10 до 30 миља висине, садржи озон који апсорбује већину штетних ултра-љубичастих зрака сунца. Ако би сви ови зраци продрли у атмосферу и доспели на површину земље, оштетили би биљке, изазвали мутације и људима дали рак коже. Неки хемијски производи, посебно расхладни флуиди, попут хлорофлуороугљеника, могу се подићи у стратосферу и хемијском интеракцијом с њом смањити количину озона. Када има мање озона, више ултраљубичастих зрака продире у атмосферу и долази до тла. Овај проблем је мање озбиљан сада када је употреба хлорофлуороугљеника у хладњаку и климатизацији ограничена.
Честице
Загађење атмосфере прашином и честицама представља озбиљан проблем, како на локалном, тако и на међународном нивоу. Индустријски процеси и експлозије могу испуштати штетне честице у атмосферу, одлажући прашину на широка подручја и ширећи је широм света када стигне до горњег дела атмосфера. Ово је посебно забрињавајуће када ветрови шире пестициде, радиоактивност или друге опасне материјале. Контаминација пестицидима пронађена је на Арктику, а радиоактивност нуклеарним несрећама, попут Чернобила и Фукушиме, раширене на великим површинама.
