Sebbene la composizione dell'aria secca differisca leggermente da luogo a luogo, è generalmente composta da circa il 78 percento di azoto e il 21 percento di ossigeno. L'argon rappresenta la maggior parte del restante 1 percento e il carbonio il diossido e altri elementi in traccia costituiscono il resto.
Se l'aria non è completamente asciutta, il vapore acqueo può raggiungere il 5% della sua composizione. La presenza di acqua non modifica le proporzioni relative degli altri gas.
Diversi strati dell'atmosfera contengono differenti composizioni d'aria. Ad esempio, il vapore acqueo è per lo più contenuto negli strati più bassi di aria, mentre circa il 90% dell'ozono della Terra è contenuto all'interno della stratosfera. Gli elementi molto leggeri, l'elio e l'idrogeno si trovano principalmente nello strato esterno, l'esosfera.