Најзаступљенији гасови у Земљиној атмосфери зависе од региона атмосфере и других фактора. Од тада хемијски састав атмосфере зависи од температуре, надморске висине и близине воде. Обично су 4 најзаступљенија гасова:
Међутим, водена пара може такође бити један од најбогатијих гасова! Максимални износ од водена пара ваздух може да задржи 4%, па би водена пара могла да буде број 3 или 4 на овој листи. У просеку, количина водене паре износи 0,25% атмосфере, по маси (четврти најзаступљенији гас). Топли ваздух задржава више воде него хладан.
У много мањим размерама, у близини површинских шума, количина кисеоника и угљен-диоксида може варирати из дана у ноћ.
Док је атмосфера у близини површине прилично хомоген хемијски састав, обиље гасова мења се на већим висинама. Доњи ниво назива се хомосфера. Изнад њега је хетеросфера или егзосфера. То подручје се састоји од слојева или шкољки гасова. Најнижи ниво састоји се углавном од молекуларног азота (Н2). Изнад њега је слој атомског кисеоника (О). На још већој надморској висини, атоми хелија (Хе) су најобилнији елемент. После ове тачке,
хелијум искрвари у свемир. Спољни слој састоји се од атома водоника (Х). Честице још више окружују Земљу (ионосферу), али спољни слојеви су наелектрисане честице, а не гасови. Дебљина и састав слојева егзосфере мењају се у зависности од сунчевог зрачења (дан и ноћ и соларна активност).