Atmosféra na raná Země bylo velmi odlišné od toho, co máme dnes. Předpokládá se, že první atmosféra Země byla vytvořena vodík a hélium, podobně jako plynné planety a Slunce. Po milionech let sopečných erupcí a dalších vnitřních procesů Země se objevila druhá atmosféra. Tato atmosféra byla plná skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý, oxid siřičitý, a také obsahovala další typy par a plynů, jako je vodní pára a v menší míře amoniak a metan.
Bez kyslíku
Tato kombinace plynů byla pro většinu forem života velmi nehostinná. I když existuje mnoho teorií, jako je Teorie pravěké polévky, Hydrotermální Vent Teorie, a Teorie Panspermie o tom, jak začal život na Zemi, je jisté, že první organismy, které obývaly Zemi, nepotřebovaly kyslík, protože v atmosféře nebyl žádný volný kyslík. Většina vědců souhlasí s tím, že stavební kameny života by se nemohly vytvořit, kdyby v té době byl v atmosféře kyslík.
Oxid uhličitý
Rostliny a další autotrofní organismy by se však dařilo v atmosféře naplněné oxidem uhličitým. Oxid uhličitý je jedním z hlavních reakčních činidel nezbytných pro
fotosyntéza nastat. S oxidem uhličitým a vodou může autotrof produkovat uhlohydráty pro energii a kyslík jako odpad. Poté, co se na Zemi vyvinulo mnoho rostlin, bylo v atmosféře volně plovoucí kyslík. Předpokládá se, že žádná živá věc na Zemi v té době neměla kyslík. Ve skutečnosti bylo množství kyslíku pro některé autotrofy toxické a vyhynuly.Ultrafialový
I když kyslík nemohl být přímo použit živými věcmi, kyslík nebyl pro tyto organismy žijící v té době špatný. Kyslíkový plyn vznášel na vrchol atmosféry, kde byl vystaven ultrafialovým paprskům slunce. Tyto UV paprsky rozštěpily molekuly diatomického kyslíku a pomohly vytvořit ozon, který se skládá ze tří atomů kyslíku kovalentně navázaných na sebe. ozónová vrstva pomohl blokovat některé UV paprsky od dosažení Země. Díky tomu bylo pro život bezpečnější kolonizovat na zemi, aniž by bylo citlivé na ty škodlivé paprsky. Než se ozonová vrstva vytvořila, život musel zůstat v oceánech, kde byl chráněn před tvrdým teplem a zářením.
První spotřebitelé
S ochrannou vrstvou ozonu, která je zakrývala, a velkým množstvím kyslíku, který mohl dýchat, se mohly heterotrofy vyvíjet. První, kdo se objevil, byli prostí býložravci, kteří mohli jíst rostliny, které přežily atmosféru s kyslíkem. Protože kyslík byl v těchto raných fázích kolonizace půdy tak hojný, mnozí z předků druhu, který dnes známe, rostli do obrovské velikosti. Existují důkazy, že některé druhy hmyzu rostly na velikost některých větších druhů ptáků.
Více heterotrofů by se pak mohlo vyvinout, protože bylo více zdrojů potravy. Tyto heterotrofy náhodou uvolňovaly oxid uhličitý jako odpadní produkt jejich buněčného dýchání. Dávání a odebírání autotrofů a heterotrofů bylo schopné udržet hladiny kyslíku a oxidu uhličitého v atmosféře stabilní. Toto rozdávání pokračuje i dnes.