Gezegenimizin etrafını küresel olarak saran gazlardan oluşan tabakaya atmosfer denmektedir. Bu gazlar, yer çekimi sayesinde gezegenin etrafında tutulmaktadır. Dünya'nın ilk soğumaya başladığı, okyanus ve kıtaların yeni yeni şekillenmeye başladığı dönemlerde, şimdiki atmosferden söz etmek mümkün değildir. Katı bir kabuğa benzeyen bir yüzeyle kaplı olan Dünya'nın ilk soğumaya başladığı zamanlarda, yüzeyi hâlâ oldukça sıcaktı.

Volkanların kabuğu delerek çıkardığı malzemede yoğun şekilde bulunan su buharı vardı. Yeryüzü sıcak olduğu için bu su buharı, su olarak depolanamamakta ve bu nedenle okyanuslar ve denizler oluşamamaktaydı. Ancak bu kızgın buharlar daha da yukarılara taşınarak yerin soğumasına yardımcı olmaktaydı. Yukarı doğru yükselen su buharı nedeniyle yoğun bir sis oluşmaktaydı.

Her yer nemle doygun yağmur bulutları ile kaplıydı. Serbest oksijen bulunmamakta ve mevcut oksijenin büyük kısmı uzaya kaçmış durumdaydı. Ancak bir süre sonra yerin yüzeyi soğumaya başladı. Doygun durumda olan nem, yağmur şeklinde yeryüzünün çukur yerlerinde birikmeye başladı. Bu durumda daha da berraklaşan gökyüzünde güneşin morötesi ışınlarının, su buharı üzerindeki parçalayıcı etkisi serbest oksijen ve hidrojenin meydana gelmesine sebep oldu.

Bu sırada okyanuslarda birikmekte olan oksijenler de gaz olarak atmosfere yayılmaktaydı. Hidrojen hafif bir element olduğu için doğrudan uzaya uçmakta, ancak oksijen atomları güneş ışınları nedeniyle ozon meydana getirmekteydi. Bu sayede güneşin zararlı etkilerinden canlıları ve Dünya'yı koruyacak olan bir ozon tabakası oluşmaktaydı.

Atmosfer oluşurken, yerin etrafını oluşturan ve gezegenle birlikte hareket etmesini sağlayan gaz topluluğunun ilk dönemlerinde, volkanların püskürttüğü gazlar yer almaktaydı. Atmosferi oluşturan gaz topluluğuna zamanla oksijen de katılmıştır. Gaz topluluğunun belli bir süre içinde gelişim göstermesi ile azot %78, oksijen %21, argon %1 ve karbondioksit %0,0383 oranında oluşmuştur. Bunlar haricinde helyum, neon, metan, hidrojen, kripton ve su buharı da bulunmaktadır. Bu gaz topluluğunun gezegenin ilk safhasındaki bileşimi ile şimdiki bileşimi arasında önemli farklar vardır. Özellikle oksijenin bu gaz bileşimine katılması ve atmosferdeki havanın şimdiki duruma gelmesi milyonlarca yıllık bir süreci kapsamaktadır.