Il gas che costituisce circa il 21 percento dell'atmosfera è ossigeno. L'atmosfera che circonda la Terra non è la stessa di una volta, poiché l'ossigeno non era altrettanto abbondante.
Il primo ossigeno libero sulla Terra probabilmente proveniva dalla luce solare che interagiva con il vapore acqueo proveniente dai vulcani. Circa 2,7 miliardi di anni fa, gli organismi chiamati cianobatteri apparvero sulla Terra. I cianobatteri, insieme alle alghe, producevano ossigeno libero come sottoprodotto della fotosintesi.
Inizialmente, i livelli di ossigeno nell'atmosfera non sono cambiati in modo significativo perché gran parte dell'ossigeno prodotto è stato assorbito dalle rocce. Quando le rocce erano sufficientemente ossidate, l'eccesso di ossigeno era libero di accumularsi nell'atmosfera. L'attuale livello di ossigeno nell'atmosfera è stato di circa 400 milioni di anni fa.