Hay cinco componentes principales del aire: nitrógeno (78.0842%), oxígeno (20.9463%), vapor de agua (aproximadamente 1%), argón (0.93422%) y dióxido de carbono (0.03811%). Los componentes traza constituyen otro 0.002%. De todas estas sustancias, la que los animales (incluidos los humanos) necesitan para sobrevivir es el oxígeno, mientras que las plantas necesitan dióxido de carbono y nitrógeno.
La respiración de los animales consume oxígeno y produce dióxido de carbono como subproducto, mientras que las plantas consumen dióxido de carbono y producen oxígeno. Los ecosistemas del mundo dependen de este equilibrio. Los componentes del aire pueden verse alterados por la actividad humana, como la quema de combustibles fósiles, que ha aumentado la proporción de dióxido de carbono en la atmósfera.
El aire ha sido un tema de estudio para los científicos durante cientos de años. Como otros gases, el aire se comporta de acuerdo con la Ley de Boyle, que establece que la presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales en un sistema cerrado donde la cantidad total de gas y su temperatura permanecen fijas. Esto significa que una persona puede disminuir el volumen de aire comprimiéndolo, pero su presión aumentará proporcionalmente.
Es posible bombear aire a una membrana elástica, como un globo, para inflarlo. Debido a que la presión ejercida hacia afuera por el aire dentro de un globo es aproximadamente equivalente a la presión ejercida sobre el globo por el exterior, permanece inflado. Sin embargo, esto solo es cierto cuando la presión del aire originalmente puesto en el globo es similar al aire ambiente que lo rodea. Si un globo se llena con aire de la atmósfera superior y luego se baja al nivel del mar, se encogerá, mientras que si se llena con aire del nivel del mar y se lleva a una altitud muy alta, estallará. Esto es lo que les sucede a los globos que se lanzan accidentalmente al cielo.
El aire permanece en la atmósfera terrestre porque la gravedad de la Tierra es suficiente para mantener las partículas de gas cerca de su superficie. Los gases más ligeros, como el hidrógeno, han escapado hace mucho tiempo de la atracción de la Tierra, siendo lo suficientemente ligeros como para que la excitación térmica sea suficiente para escapar al espacio.