يتكوّن الغلاف الجوي للأرض من نحو ٧٨% من النيتروجين و٢١% من الأكسجين، إلى جانب نسب ضئيلة من غازات أخرى مثل الأرجون وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. ويُعد هذا التوزيع الغازي أساسياً في دعم الحياة وتنظيم المناخ، إذ يوفّر الأكسجين اللازم للتنفس، بينما يشكّل النيتروجين الجزء الأكبر من الهواء من دون أن يشارك مباشرة في معظم العمليات الحيوية.

كان الجسم النيزكي الذي مرّ قريباً من الغلاف الجوي للأرض فوق تشيكوسلوفاكيا وبولندا سنة ١٩٩٠ قد رُصد من موقعين مختلفين، الأمر الذي أتاح للمرة الأولى إجراء حسابات هندسية لمداره بدقة. وقد مثّل هذا الرصد المزدوج خطوة مهمة في دراسة الأجرام المارّة بمحاذاة الأرض، لأنه وفّر بيانات كافية لتحديد مساره على نحو علمي بدل الاعتماد على تقديرات تقريبية.

أظهر هارولد يوري أن الغلاف الجوي المبكر للأرض ربما كان قادراً على إنتاج الأحماض الأمينية تلقائياً، وهي المركبات التي تُعدّ على نحو شائع اللبنات الأساسية للحياة. وقد عزز هذا التصور الفرضيات التي ترى أن بعض المكوّنات العضوية الأولى يمكن أن تتكوّن طبيعياً في ظروف الأرض البدائية من دون تدخل كائنات حية سابقة.

الغلاف الأيوني جزء من الغلاف الجوي للأرض يحتوي على أيونات وإلكترونات حرة تتكون بفعل الإشعاعات الشمسية والكونية. يمتد هذا الغلاف عبر طبقات عليا من الجو، ويتغير ارتفاعه ودرجة تأينه بين النهار والليل تبعاً للإشعاع الشمسي. وتبرز أهميته في الاتصالات الراديوية البعيدة، لأنه يعكس بعض موجات الراديو نحو الأرض، مما يسمح بانتقالها إلى مسافات واسعة، خاصةً في الليل.

تكوّن الغلاف الجوي الحالي للأرض تدريجيًا بعد أن أطلقت البراكين كميات هائلة من بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وغازات أخرى إلى السطح. ثم تغير تركيبه مع الزمن نتيجة النشاط الجيولوجي وظهور الكائنات الحية التي أضافت الأكسجين إلى الهواء.