地球（Earth）剛剛形成的時候，和其它行星一樣，都源自太陽係內的塵埃（dust）。雖然地球的個頭比起最大的行星 - 木星（Jupiter）要小得多，但每個行星的大氣層都是差不多的，都以氫氣（Hydrogen - H2）、氨（Ammonia - NH3）、甲烷（Methane - CH4）、硫化氫（Hydrogen sulfide - H2S）、二氧化碳（carbon dioxide - CO2）、二氧化硫（sulphur dioxide - SO2）、水蒸氣（H2O）等等為主。上述H2、CH4、H2S、CO2等等都屬於還原性Reduction（注1）氣體。需要提到的一點，最初形成的行星的大氣層中是沒有遊離的氧氣（Oxygon - O2）的。另外，那個時期的地球上也沒有像現在這樣大麵積的水（Water - H2O）。隨著地球慢慢冷卻，一部分水蒸氣凝結為水落在地麵上，二氧化碳（carbon dioxide - CO2）與二氧化硫（SO2）溶解到地麵的水裏，空氣中留下的成分形成了原始的大氣。地球上最初的生命（Life）就是產生在這種還原性環境下。
注1：還原性是指在化學反應中原子（Atom）、分子（molecule）或離子（Ion）失去電子（electron）的能力。物質含有的粒子失電子能力越強，物質本身的還原性就越強；反之越弱，而其還原性就越弱。
最初的大氣形成時，充滿了火山不斷噴發出的大量水汽。當時地表溫度較高，大氣不穩定對流效應強烈，這種對流效應使得風雨閃電頻繁，地表逐漸出現了江河湖海等水體。這對出現生命有很大意義。
地球由最初的環境，逐步形成如今大麵積的海洋，空氣中大量的氧氣的環境，主要的貢獻源自於幾十億年間一代代的生物對自然環境的改造。那麽這個改造過程是怎麽一種情況呢？大致來說，是生物圈的光合作用改造了地球的環境。首先，我們要清楚光合作用Photosynthesis 是怎麽一回事。
光合作用分為兩個步驟：
12H2O +陽光Sun Light Energy→ 12H2 + 6O2 （release）
12H2 (from above formula) + 6CO2 → C6H12O6 (葡萄糖carbohydrate - save for itself) + 6H2O （release）
距今24-30億年左右，地表的水體中出現了藍藻（blue—green algae），是已知最早的產氧光和微生物。藍藻第一次從生物圈的角度上加速了大氣的演化。在藍藻發育較好的水體，水體的氧化作用很明顯，出現了局部氧化現象。這時大氣氧含量達到現今大氣水平的1%到10%，也被地質學家稱為大氧化事件。
地球上最初的生命出現後，開始通過光合作用為自己儲存能量。生命吸收地表水中的CO2，開始向水中中釋放氧氣O2。當水中的氧氣O2飽和後，氧氣被釋放入大氣層中。
當時的地球表麵有大量的鐵Fe離子，溶於海洋中以二價鐵Fe2+形式存在。隨著海洋中的生命開始釋放氧氣，氧氣與溶於水的二價鐵Fe2+結合，形成不溶於水的三價鐵Fe3+化合物Fe3O4。Fe3O4沉澱到海洋底部，慢慢堆積下來，形成了如今的鐵礦。
當今的大氣中，大約有71%的氮（）、21%的氧。它們是怎麽來的呢？
最初的空氣中由於沒有氧氣存在，高空中也就不存在臭氧(Ozone - O3)層。太陽中的紫外線穿透上層大氣到達低空，把水汽分解為氫、氧兩種元素。當一部分氫逸出大氣後，多餘的氧就留存在大氣中。因為紫外線Ultraviolet（特別是波長較短的紫外線C VUC）會直接破壞生命的DNA，所以，當時的陸地不具備生命產生的條件。初生的生命僅能存在於紫外輻射到達不了的深水中，利用金屬氧化物中的氧維持生命。後來生命逐漸出現在淺水中。淺水過濾掉陽光中有害的紫外線輻射。那個時期的生命（如藍藻）已經可以利用溶入水中的二氧化碳來進行光合作用，後來又發展出有葉綠體的綠色植物。於是光合作用結合紫外線對水汽的光解作用使大氣中的氧增加起來。當大氣中氧的組分較多時，在高空就形成臭氧層，吸收有害於生命的紫外輻射，這時生命脫離水域而踏上陸地活動。總之，植物的出現和發展使大氣中氧出現並逐漸增多起來，動物的出現借呼吸作用使大氣中的氧和二氧化碳的比例得到調節。
氮氣是一種較穩定的氣體，常溫下不易發生化學反應。現在大氣中的氮，最初有一部分是由次生大氣中的化學作用產生。火山噴發的氣體中，一些情況下也包含一部分氮。在動植物繁茂後，動植物排泄物和腐爛遺體能直接分解或間接地通過細菌分解為氣體氮（nitrogen - N2）。由於氮氣化學狀態穩定，逐漸積集成大氣中含量最多的成分。
那麽，金星、火星距離太陽的位置也合適，與地球形成時的情況也差不多，但為什麽沒有形成覆蓋著海洋的藍色星球呢？
這都是由於上麵提到的紫外線作用。金星、火星、地球形成初期都含有大量的水。但是，由於陽光中紫外線的作用，很快就將地表出現的水分子分解為氫氣與氧氣（2H2O + Ultraviolet = 2H2 + O2）。氫氣H2很輕，逐漸飄離星球之外；氧氣O2則很快能夠尋找到附近可氧化的東西氧化掉，然後緩慢地遁入地層，被重新吸收。太陽星中的幾大行星，隻有木星Jupiter的重力Gravity足夠大，可以將氫氣留在大氣層內。諸如金星、火星、地球的引力都不能夠。
任其發展下去的話，早晚有一天行星上的水會丟光。實際上，金星、火星、甚至月球如今的情況就是如此。
而地球，由於出現了生命 - 能夠通過光合作用釋放氧氣的藍藻。 它在天文尺度上很短的時間裏，製造出大量氧氣，在空中終於形成了臭氧層，攔截住了太陽的紫外線，同時也限製了如氫氣等氣體的逸失，最終保護了地球上的水。這樣，地球原始的生命才能有接下來的機會逐步演化出動植物、直到人類。
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