地球有一个适合生物生存的大气层。在这个大气层中氮气占78%，氧气占21%，余下的1%是其他成份。地表年平均气温15摄氏度，平均气压101.3千帕。地球初步形成时，大气中存在有大量的二氧化碳，但是到今天，它们几乎都被结合成了碳酸盐岩石，少量溶入了海洋或被植物消耗掉了。地壳板块构造运动与生物活动共同维持着二氧化碳的循环。大气中仍然存在的少量二氧化碳带来了温室效应，这对维持地表气温极其重要。温室效应使地球年平均气温从早期的-21℃提高到了宜人的14℃，没有它海洋将会结冰，生命将不复存在。而随着社会的发展，人类将大量的二氧化碳被排放到了大气中：过多的二氧化碳会使温室效应变得越来越严重。我们不希望地球变得像金星般炎热。地球是太阳系中唯一已知存在生命的行星。它快速的自转与富含镍铁熔岩的地核共同形成了一个巨大的磁气圈。在太阳风的吹拂下，磁气圈的形状被扭曲成水滴状。它与大气一同担当了阻止来自太阳和其它天体有害射线的任务。地球的大气还使我们免受流星雨的袭击，大多的陨石在它们到达地面前便已烧毁了。
人类开始太空探索后，我们已对自己的行星有了更多的认识。人类的第一颗人造地球卫星发现地球周围有一个强烈的辐射区，现在我们把它叫作
Van Allen
辐射带。这个辐射带是宇宙中高速运动的带电粒子在赤道上空被地球的磁场俘获而形成的一个环状区域。曾经被认为非常平静上层大气，其实是非常活跃的，它在太阳辐射的影响下遵循着热胀冷缩规律。上层大气的这些特性对地球的天气系统有很重要的影响。
