Ôxy là một trong những thành phần chính cho phép con người thở được không khí và nó bắt đầu hình thành trong khí quyển cách đây khoảng một tỷ năm. Cho đến khi tầng ôzôn hình thành, hầu hết sự sống trên hành tinh đã hạn chế đối với các đại dương.
Bầu khí quyển của Trái đất được hình thành theo ba giai đoạn:
- Hydro và heli đã phát triển cùng với hành tinh
- Amoniac, carbon dioxide và hơi nước thoát ra từ núi lửa khi vỏ Trái đất cứng lại
- Carbon dioxide hòa tan vào đại dương
Khi hành tinh hình thành trong 500 triệu năm đầu tiên tồn tại, không khí là sự kết hợp của hơi và khí thoát ra từ bên trong Trái đất. Thủy quyển được hình thành cách đây khoảng 4 tỷ năm và thông qua một quá trình giống như quá trình ngưng tụ đã tạo ra các đại dương đầu tiên.
Tảo lục lam xuất hiện cách đây một tỷ năm và là sinh vật biển đầu tiên. Chúng thải khí cacbonic trong đại dương và thải ra khí ôxy dưới dạng chất thải. Oxy cuối cùng tích tụ trong khí quyển, nơi nó bắt đầu tương tác với tia cực tím của mặt trời. Sự tương tác này hình thành nên các phân tử ozone có nhiệm vụ hấp thụ tia UV và ngăn một phần chúng xuống mặt đất. Tầng ôzôn được cho là đã đạt đến mức có thể ngăn chặn các dạng bức xạ UV gây chết người về mặt sinh học vào 600 triệu năm trước. Khi tầng ôzôn hình thành, nồng độ ôxy tăng lên 10%, bằng một nửa nồng độ được tìm thấy trong không khí ngày nay.
