Die Luft besteht aus fünf Hauptkomponenten: Stickstoff (78.0842%), Sauerstoff (20.9463%), Wasserdampf (ca. 1%), Argon (0.93422%) und Kohlendioxid (0.03811%). Spurenbestandteile machen weitere 0.002 % aus. Von all diesen Substanzen brauchen Tiere (einschließlich Menschen) Sauerstoff zum Überleben, während Pflanzen Kohlendioxid und Stickstoff benötigen.
Die Atmung von Tieren verbraucht Sauerstoff und produziert als Nebenprodukt Kohlendioxid, während Pflanzen Kohlendioxid verbrauchen und Sauerstoff produzieren. Die Ökosysteme der Welt hängen von diesem Gleichgewicht ab. Die Bestandteile der Luft können durch menschliche Aktivitäten verändert werden, beispielsweise durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, die den Anteil von Kohlendioxid in der Atmosphäre erhöht hat.
Luft ist seit Hunderten von Jahren ein Forschungsgegenstand für Wissenschaftler. Wie andere Gase verhält sich Luft nach dem Boyleschen Gesetz, das besagt, dass Druck und Volumen eines Gases in einem geschlossenen System, in dem die Gesamtmenge des Gases und seine Temperatur konstant bleiben, umgekehrt proportional sind. Dies bedeutet, dass eine Person das Luftvolumen durch Komprimieren verringern kann, ihr Druck jedoch proportional steigt.
Es ist möglich, Luft in eine elastische Membran wie einen Ballon zu pumpen, um sie aufzublasen. Da der von der Luft im Inneren eines Ballons nach außen ausgeübte Druck in etwa dem von außen auf den Ballon ausgeübten Druck entspricht, bleibt dieser aufgeblasen. Dies gilt jedoch nur, wenn der Luftdruck der ursprünglich in den Ballon gefüllten Luft dem der umgebenden Luft entspricht. Wenn ein Ballon mit Luft aus der oberen Atmosphäre gefüllt und dann auf Meereshöhe gebracht wird, schrumpft er, während er, wenn er mit Luft aus dem Meeresspiegel gefüllt und in eine sehr große Höhe gebracht wird, platzt. Das passiert mit Ballons, die versehentlich in den Himmel geschossen werden.
Luft bleibt in der Erdatmosphäre, weil die Schwerkraft der Erde ausreicht, um Gasteilchen nahe ihrer Oberfläche zu halten. Leichtere Gase wie Wasserstoff sind der Anziehungskraft der Erde längst entkommen, da sie so leicht sind, dass ihnen die thermische Anregung ausreicht, um in den Weltraum zu entweichen.