Os gases mais abundantes na atmosfera da Terra dependem da região da atmosfera e de outros fatores. Desde o composição química da atmosfera depende da temperatura, altitude e proximidade da água. Geralmente, os 4 gases mais abundantes são:
No entanto, o vapor de água também pode ser um dos gases mais abundantes! A quantidade máxima de vapor de água o ar pode reter é de 4%; portanto, o vapor de água pode ser o número 3 ou 4 nesta lista. Em média, a quantidade de vapor de água é de 0,25% da atmosfera, em massa (quarto gás mais abundante). O ar quente retém mais água que o ar frio.
Em uma escala muito menor, perto das florestas de superfície, a quantidade de oxigênio e dióxido de carbono pode variar um pouco de dia para noite.
Enquanto a atmosfera perto da superfície tem um homogêneo composição química, a abundância de gases muda em altitudes mais elevadas. O nível mais baixo é chamado de homosfera. Acima dela está a heterosfera ou exosfera. Esta região consiste em camadas ou conchas de gases. O nível mais baixo consiste principalmente em nitrogênio molecular (N
2). Acima, existe uma camada de oxigênio atômico (O). A uma altitude ainda mais alta, os átomos de hélio (He) são o elemento mais abundante. Além deste ponto, hélio sangra no espaço. A camada mais externa consiste em átomos de hidrogênio (H). As partículas circundam a Terra ainda mais longe (ionosfera), mas as camadas externas são partículas carregadas, não gases. A espessura e a composição das camadas da exosfera mudam dependendo da radiação solar (dia e noite e atividade solar).