Le gaz qui compose environ 21 % de l'atmosphère est l'oxygène. L'atmosphère entourant la Terre n'est plus la même qu'autrefois, car l'oxygène n'était pas aussi abondant.
Le premier oxygène libre sur Terre est probablement venu de la lumière du soleil interagissant avec la vapeur d'eau provenant des volcans. Il y a environ 2,7 milliards d'années, des organismes appelés cyanobactéries sont apparus sur Terre. Les cyanobactéries, ainsi que les algues, ont produit de l'oxygène libre en tant que sous-produit de la photosynthèse.
Au début, les niveaux d'oxygène dans l'atmosphère n'ont pas changé de manière significative car une grande partie de l'oxygène produit a été absorbée par les roches. Lorsque les roches étaient suffisamment oxydées, le surplus d'oxygène était libre de s'accumuler dans l'atmosphère. Le niveau actuel d'oxygène dans l'atmosphère remonte à environ 400 millions d'années.