Атмосферата на ранна Земя беше много по-различно от това, което имаме днес. Смята се, че първата атмосфера на Земята е съставена от водород и хелий, подобно на газообразните планети и Слънцето. След милиони години вулканични изригвания и други вътрешни процеси на Земята се появи втората атмосфера. Тази атмосфера беше пълна с парникови газове като въглероден диоксид, серен диоксид, а също така съдържаше и други видове изпарения и газове като водна пара и в по-малка степен амоняк и метан.
Oxygen-Free
Тази комбинация от газове беше много негостоприемна за повечето форми на живот. Въпреки че има много теории, като например Първоначална теория за супата, Хидротермална теория за отдушник, и на Теория за панспермия за това как е започнал животът на Земята, сигурно е, че първите организми, обитаващи Земята, не се нуждаят от кислород, тъй като в атмосферата няма свободен кислород. Повечето учени са съгласни, че градивните елементи на живота не биха били в състояние да се образуват, ако в този момент в атмосферата е имало кислород.
Въглероден двуокис
Въпреки това растенията и други автотрофни организми биха процъфтявали в атмосфера, изпълнена с въглероден диоксид. Въглеродният диоксид е един от основните реагенти, необходими за фотосинтеза да се случи. С въглероден диоксид и вода автотрофът може да произвежда въглехидрат за енергия и кислород като отпадъци. След като много растения се развиха на Земята, изобилие от кислород плава свободно в атмосферата. Хипотеза е, че по онова време нито едно живо същество на Земята не е имало употреба за кислород. Всъщност изобилието от кислород беше токсично за някои автотрофи и те изчезнаха.
ултравиолетов
Въпреки че кислородният газ не може да бъде използван директно от живи същества, кислородът не е всичко лошо за тези организми, живеещи през това време. Кислородният газ плаваше на върха на атмосферата, където беше изложен на ултравиолетови лъчи на слънцето. Тези UV лъчи разделят диатомичните кислородни молекули и спомагат за създаването на озон, който се състои от три кислородни атома, ковалентно свързани един към друг. В озонов слой помогна да блокира някои от UV лъчите да достигнат Земята. Това направи живота по-безопасен за колонизиране на сушата, без да е податлив на онези вредни лъчи. Преди да се образува озоновият слой, животът трябваше да остане в океаните, където е защитен от суровата топлина и радиация.
Първи потребители
Със защитен слой озон, който да ги покрие и много кислороден газ за дишане, хетеротрофите успяха да се развият. Първите потребители се появиха обикновени тревопасни животни, които можеха да изядат растенията, оцелели в атмосферата, натоварена с кислород. Тъй като кислородът беше толкова изобилен в тези ранни етапи на колонизация на земята, много от предците на видовете, които познаваме днес, нараснаха до огромни размери. Има доказателства, че някои видове насекоми са нараснали с размерите на някои от по-големите видове птици.
След това повече хетеротрофи биха могли да се развият, тъй като имаше повече хранителни източници. Тези хетеротрофи отделят въглероден диоксид като отпадъчен продукт на тяхното клетъчно дишане. Приемането и приемането на автотрофите и хетеротрофите са в състояние да поддържат нивата на кислород и въглероден диоксид в атмосферата стабилни. Това дава и продължава и днес.