Atmosfer, yerkürenin katı bölümünü saran, çoğunlukla gaz ve buharlardan oluşan bir kılıftır. Toplam kütlesinin yaklaşık 5,1 x 1.000.000.000.000.000 (15 sıfır) ton olduğu sanılmaktadır; bu da Dünya’nın toplam kütlesinin milyonda birinden daha azdır. Atmosferin yeryüzüne yakın katmanlarının yüzde 75,5’i azot, yüzde 23,1’i de oksijenden oluşur. Su buharı da, mevsimlere ve bulunulan yere göre değişiklikler göstermesine karşılık, atmosferin önemli bir parçasıdır. Atmosferde ayrıca argon, karbondioksit, neon, helyum, metan, kripton, hidrojen, ozon ve ksenon bulunur; bunlara toz ve duman gibi maddeler de katılır.
100 km yükseğe kadar azot-oksijen oranında önemli bir değişiklik olmaz, yalnızca 20-30 km arasındaki yüksekliklerde bir ozon yoğunlaşması gözlenir. Bu ozon katmanının önemli bir işlevi vardır, çünkü güneşten gelen morötesi ışınların büyük bir bölümü bu katman tarafından süzülür. Ama buradaki ozon hem miktar, hem de yüzde olarak çok fazla değildir.
100 km’nin üzerinde hızlı bir ısı düşmesi gözlenir. Buradaki gazlar artık çok ince katmanlar biçimindedir. Daha çok da hafif gazlar bulunur. Bu gazlar morötesi ışınların etkisiyle ayrışır ve böylece burada oksijen serbest atomlar halinde bulunur. Işılayrışma dene bu olay 200 km yükseklikte daha da yüksek bir düzeye çıkar.
600-1,500 km arasında atmosferdeki oksijenin yerini, güneşteki lekelerin durumuna göre değişen bir biçimde, helyum alır, bunun üstünde de bir hidrojen katmanı bulunur. Onun için burada yerküreyi çepeçevre saran bir hidrojen tacından söz edilebilir.
Subuharı, yer ve zamana göre değişen biçimde, atmosferin alt katmanlarına karışmış olarak bulunur ve yaklaşık 10-15 km yükseklikten sonra azalmaya başlar. Yeryüzünün iklim ve meteoroloji koşulları üstünde bu su buharının önemli bir rolü vardır, çünkü bulutlara asılı olan su buharı yağış olarak yeryüzüne düşer.