I gas che circondano una stella o un pianeta - chiamati l'atmosfera dell'oggetto - variano da un oggetto celeste a quello successivo. Molti pianeti hanno atmosfere complesse, ma le stelle di solito ne hanno di semplici. Come nel caso del sole della Terra, le atmosfere della maggior parte delle stelle sono composte da idrogeno ed elio. Tuttavia, sono state documentate alcune stelle di neutroni con atmosfere ricche di ossigeno.
Il mercurio è ricoperto sottilmente da idrogeno, ossigeno, vapore acqueo e potassio, ma la maggior parte della sua atmosfera è stata spazzata via dal Sole. Al contrario, Venere ha un'atmosfera molto densa composta principalmente di anidride carbonica. L'atmosfera terrestre è principalmente composta da azoto e ossigeno, sebbene anidride carbonica, argon, neon, elio, krypton, idrogeno, ozono, neon, monossido di carbonio, ammoniaca, protossido di azoto e iodio siano presenti in piccole quantità. Il vapore acqueo è anche una componente importante della bassa atmosfera della Terra. Marte ha pochissima atmosfera e ciò che rimane è composto da anidride carbonica, azoto, ossigeno, argon, metano e vapore acqueo.
Determinare dove finisce un pianeta e la sua atmosfera inizia è difficile per i pianeti gassosi, come Giove e Saturno. Tuttavia, gli scienziati normalmente posizionano il limite inferiore dell'atmosfera come il luogo in cui la pressione è uguale a 1 bar. L'atmosfera di Giove è composta principalmente da idrogeno ed elio, ma metano, acqua, ammoniaca e acido solfidrico sono presenti in tracce. L'atmosfera di Saturno è quasi identica a quella di Giove, tranne che alcune sostanze chimiche nell'atmosfera di Saturno si combinano per formare smog. Urano e Nettuno sono simili nella composizione a Giove e Saturno, essendo principalmente composti da idrogeno ed elio.
