La biosfera se define como “el lugar en la superficie de la tierra donde habita la vida” (definición original de 1875 de Edward Suess) o, en un sentido más estricto, como los propios organismos. La biomasa global total es de al menos tres billones de toneladas, probablemente más. El total mundial de biomasa leñosa aérea es de aproximadamente 422 mil millones de toneladas.
La biomasa humana es de unos 500 millones de toneladas, algo menos que la del krill antártico, y la biomasa producida para uso humano supera los tres billones de toneladas. Se estima que la biomasa bacteriana es similar a la de las plantas. Para complicar estas mediciones, es posible que diferentes investigadores publiquen cifras de “biomasa seca”, dejando fuera el peso del agua, sin mención explícita. En general, las cantidades son mayores cerca del ecuador y menores cerca de los polos.
Desde hace al menos 2.7 millones de años, durante la llamada Catástrofe del Oxígeno, la biosfera ha estado íntimamente ligada con la hidrosfera (océanos), la litosfera (corteza) y la atmósfera (aire) del planeta. La catástrofe del oxígeno ocurrió unos 300 millones de años después de la evolución de los microbios fotosintéticos, los antepasados de las cianobacterias actuales.
El oxígeno es un subproducto de la fotosíntesis y se liberaron cantidades masivas a medida que los organismos fotosintéticos se esparcían por la faz de la Tierra. La atmósfera de dióxido de carbono y nitrógeno de la Tierra se convirtió progresivamente en una atmósfera de oxígeno / nitrógeno, y la mayor parte del dióxido de carbono libre se disolvió en los océanos, precipitándose como piedra caliza, y las cianobacterias lo convirtieron en oxígeno. Como resultado, muchos de los organismos anaeróbicos que vivían en ese momento se extinguieron, por lo que el evento se llama una «catástrofe».
La biosfera está compuesta principalmente por productores como algas, plantas y bacterias fotosintéticas. Los consumidores, como los animales herbívoros y los hongos, constituyen la minoría, y los depredadores son los menos importantes. Sin embargo, en una excepción inusual, el 99% de la biomasa terrestre de los vertebrados consiste en humanos, sus mascotas y animales de consumo. La biomasa de vertebrados marinos supera significativamente este valor.
Casi, si no todos, los metros cuadrados del planeta son parte de la biosfera. A excepción de la tercera parte de la superficie de la Tierra cubierta por desierto, hielo o montañas de gran altitud, las plantas crecen prácticamente en todas partes, y donde hay vida vegetal, hay vida animal. La vida también es abundante en los océanos, donde vive principalmente en la zona fótica, donde llega la luz, en los 656 m (200 pies) superiores. Sin embargo, la vida se extiende incluso a las fosas oceánicas más profundas, donde se han observado peces y animales con caparazón.
Si se incluyen las bacterias, la biosfera es realmente extensa. Los avances en la detección de microbios y la perforación profunda han revelado bacterias al menos a 5.6 millas (9 km) debajo de la superficie, mientras que los globos atmosféricos han encontrado bacterias en el aire a altitudes de 3.7 millas (6 km). La vida probablemente colonizó todos los rincones de este planeta hace miles de millones de años.