Naopak aj atmosféra vplývala na formovanie sa litosféry pri procesoch zvetrávania hornín, pôsobením vetra, vody a kolísaním teplôt. Kyslík v atmosfére je nevyhnutný pre existenciu živých organizmov. Atmosféra plní aj ochrannú funkciu. Pohlcuje veľkú časť ultrafialových lúčov vyžarovaných zo Slnka, ktoré môžu na mnohé organizmy pôsobiť smrtelne. Atmosféra vplýva svojím tepelným režimom a rozšírením zrážok na všetky činnosti človeka. V súčastnosti má však aj činnosť človeka stále vzrastajúci vplyv na zloženie atmosféry. Prvé predstavy o atmosférických procesoch, o podnebí a jeho zákonitostiach vznikli už v starom Grécku. Exaktné opisy podnebia sa objavili až v 17. a 18. storočí. V 18. storočí bola už známa odchýlka vetrov vplyvom zemskej rotácie. Začiatkom 19. storočia odvodili formulu barometrického merania výšok a vznikli prvé mapy izobar, ako aj synoptické mapy Európy. Nemecký prírodovedec A. Humboldt sa stal iniciátorom systematického opisu a objasňovania
podnebí na Zemi a zostavil prvé klimatické mapy. Celkom nové aspekty do výskumu atmosféry priniesla druhá polovica 20. storočia vďaka úspechom kozmonautiky.

Chemické zloženie atmosféry Zeme je odlišné od atmosfér iných planét (atmosféra Jupitera a Saturna sa skladá prevažne z vodíka a hélia, Marsa a Venuše z oxidu uhličitého). Zemská atmosféra sa skladá zo 78 % dusíka a 21 % kyslíka. Značné množstvo voľného kyslíka v atmosfére je prevažne výsledkom fotosyntetickej činnosti rastlín. Obsah vodných pár v atmosfére je veľmi premenlivý. Teplejší vzduch obsahuje oveľa viac vodných pár ako studený. Premenlivosť obsahu vodných pár v troposfére je výsledkom spolupôsobenia procesov výparu, kondenzácie a horizontálneho premiestňovania vzduchových hmôt. Výsledkom kondenzácie je tvorba oblakov a zrážky v podobe dažda, krúp a snehu. Významnou zložkov atmosféry je tiež CO2, hoci jeho podiel na celkovom zložení ovzdušia je iba 0,03 %. Premenlivosť jeho obsahu v atmosfére súvisí s procesmi fotosyntézy, priemyselným znečisťovaním ovzdušia a rozpustňosťou tohto plynu v morskej vode. V posledných desaťročiach sa množstvo oxidu uhličitého zvyšuje najmä v dôsledku priemyselných exhalátov a produkcie veľkých mestských aglomerácií. Hlavný zdroj fyzikálnych, chemických a biologických procesov je elektromagnetické žiarenie Slnka, ktoré cez atmosféru preniká na Zem. Atmosféra niektoré zložky slnečného žiarenia pohlcuje. Dlhovlnnú zložku absorbujú zväčša vodné pary a oxid uhličitý v troposfére a stratosfére. Krátkovlnnú zložku (najmä röntgenové a gama žiarenie) pohlcuje ozón, dusík (N) a molekulárny kyslík vo veľkých výškach.