A teoria de Gaia é uma hipótese científica que se originou com o Dr. James Lovelock na década de 1960. Lovelock argumenta que a terra e sua composição física, como suas propriedades geológicas e químicas, estão ligadas aos ecossistemas do mundo e que sua coexistência influencia, se não governa completamente, as circunstâncias geológicas, químicas e biológicas, incluindo o clima, a Terra. Muitos comparam a teoria de Gaia a um entendimento da Terra como um único organismo. Originalmente referida à hipótese de Gaia, a idéia de Lovelock foi designada como teoria de Gaia, devido à sua capacidade de ajudar a prever alguns dos comportamentos da Terra.
Os cientistas sabem que a maioria dos processos da Terra é complexa e interage entre si. Lovelock afirma que todos os ecossistemas da Terra interagem entre si, cada um formando um componente vital da estrutura da Terra e regulando a Terra. Lovelock afirma que é assim que os diversos processos da Terra, biológicos, geológicos, químicos ou climáticos, permanecem estáveis.
Cada processo existe em si mesmo, em relação a outros processos e em relação à Terra como um todo. Por exemplo, o hidrogênio desapareceria da atmosfera da Terra se não fosse por certos gases produzidos biologicamente, como o metano. Se não fosse por alguns organismos vivos, a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera aumentaria para aproximadamente 30 vezes seu nível atual, o que causaria um efeito estufa maior, aumentando a temperatura da atmosfera da Terra e alterando sua composição química. e tornando a terra muito menos adequada para os organismos vivos.
Lovelock afirma que a temperatura superficial quase constante da Terra apóia a teoria de Gaia de outra maneira. A energia do sol aumentou 30% desde o início da vida, o que também deveria ter aumentado a temperatura atmosférica da Terra e alterado sua composição química. A única fonte não biológica importante de dióxido de carbono necessária para o efeito estufa, um fenômeno que contribui substancialmente para a temperatura da Terra, é a atividade vulcânica, imprevisível, esporádica e incapaz de se auto-regular.
A composição química da atmosfera da Terra deve, do ponto de vista da química, ser instável e em fluxo. O oxigênio deve combinar-se com vários outros gases, enquanto o metano seria instável e queimaria em um ambiente rico em oxigênio. Lovelock postula que somente através da regulamentação dos organismos vivos todos os processos da Terra podem continuar e permanecer tão constantes.