Атмосфераның бүкіл массасының 50%-іне жуығы оның төменгі 5 километрлік қабатында, 75%-і 10 километрлік қабатында, ал 90 % -і 16 километрлік қабатында шоғырланған. 3000 км-ден жоғарыда атмосфераның тығыздығы планета аралық кеңістіктің тығыздығынан азақ айырма жасайды, дегенмен оның ізі 10 000 км-ден артық биіктікте де байқалған.Теңіз деңгейіндегі таза және қүрғақ ауа бірнеше газдардың механикалық қосындысынан тұрады: Олардың ішіндегі негізгілері азот—78,09%, оттегі — 20,95%, аргон — 0,93%, көмірқышқыл газы — 0,03%. Басқа газдар: неон, гелий, метан, криптон, ксенон, сутегі, азон, йодтың болмысы өте мардымсыз (0,1%-тен кем) 3. Атмосфераның басты қүрамдас бөліктері — азот пен оттегінің арасалмағы тұрақты болады.100—120 км биіктікке дейін ауа түгелдей сапырылысып жататындықтан атмосфераның құрамы біртектес болып келеді. Бұл қабат гомосфера, ал оның үстіндегі қабат гетереосфера деп аталады. Гетереосферада атмосфераның құрамы биіктік бойынша өзгереді: 200—250 км биіктікке дейін азот пен оттегі, 200—250 км-ден 500—700 км-ге дейін атомдық оттегі, одан жо-ғарыда гелий мен сутегі басым; соның өзінде олардың басым болатын қабатының төменгі шекарасы күн әрекеті күшіне сәйкес ауытқып отырады.
Су буы, озон және көмірқышқыл газы сияқты атмосфераның маңызды құрамдас бөліктерінің мөлшері мерзім бойынша да, кеңістікте де кең көлемде өзгеріп тұрады. Әсіресе, ауаның, температурасына байланысты су буы құрамының өзгерісі көзге түседі. Полярлық аудандарда жер бетіне іргелес ауа бар болғаны 0,2%, ал экваторлық аудандарда 3%-тей ылғал ұстайды. Ауада неғұрлым су буы көп болса, соғұрлым басқа газдар аз болады, бірақ олардың өзара қатынасы өзгермейді. Биіктік артқан сайын су буы мөлшері азая береді: 2 км шамасындағы биіктікте 2 есе, 8 км биіктікте 100 есе азаяды, ал 10—15 км-ден жоғарыда ауада су буы өте аз болады.
Атмосфераның Жер бетінен 70 км-ге дейінгі аралықтағы қабатында кәдімгі оттегі (О2) молекулаларының ыдырауынан және оның атомдарының қайтадан түзілуінен пайда болатын үш атомды оттегі — озон (О3) қатынасады. Атмосфераның төменгі қабаттарында озон кездейсоқ себептердің (найзағай ойнауы, кейбір органикалық заттардың тотығуы) әсерінен пайда болады, неғұрлым биік қабаттарда күннің ультракүлгін радиациясының әсерімен түзіледі де, оны сіңіріп алады. Озонның ең көп концентрациясы 22 мен 25 км аралығындағы биіктік. Мұнда жануарлар мен өсімдіктерді құртуға жіберетін толқын үзындығы 0,29 микронға дейін баратын ультракүлгін радиацияны жұтып алатын озон «экраны» («фильтрі») орналасады. Бұл радиацияның озон «экранынан» өтетін мардымсыз бөлігі көптеген микроорганизмдерді өлтіріп, адам организміне пайдасын тигізеді. Атмосферадағы озонның жалпы мөлшері онша көп емес: О°С температурада және жер бетіндегі дағдылы қы-сымда ол түгелдей 3 мм қабатқа сиып кете алады. Ауадағы озон мөлшері маусымға байланысты өзгереді: көктемде көбейеді, күз бен қыста азаяды. Ол жоғары ендіктерде қалыптасқан ауа массаларында төмен ендіктердің ауа массаларына қарағанда көп боладьі.
Атмосферада көмірқышқыл газы (СО2 көміртегінің қостотығы) су буы мен озонға қарағанда анағұрлым аз. Көмір, мұнай, газ жағу және басқа адам әрекетімен болған процестер атмосферада бұл газдың айтарлықтай көбеюіне әкеліп соғады (XX ғ. басынан бері 0,029-дан 0,033%-ке дейін).Көмірқышқыл газы өсімдік үшін қажет. Оның атмосферадағы мөлшерін реттестіріп отыруда Дүние жүзілік мұхиттың мәні бар.
Газ тәріздес құрамдас бөліктерден басқа әрқашан атмосферада пайда болуы жағынан мөлшері, формасы, химиялық құрамы және физикалық қасиеттері алуан түрлі қалықтап жүретін майда бөлшектер (түтін, шаң, су буының конденсациялануынан бөлінген заттар) — аэрозолдық қоспалар болады. Жайылма беттен атмосферадағы топырақ бөлшектері, тау жыныста-рының үгінділері, вулкандық тозаңы, теңіз түзы, түтін, органикалық бөлшектер (микроорганизмдер, өсімдік тозаңдары) түседі. Атомдық жарылыс кезінде радирактивтік заттары бар аэрозолдық бөлшектер пайда болады. Планетааралық кеңістіктен жер атмосферасына космостық шаң-тозаң да түседі. Атмосфераның 100 км биіктікке дейінгі қабатында жер бетіне баяу қонып жататын 28 млн. т. астам космостық шаң —тозаң бар. Аэрозолдардың жалпы салмағы 108 т кем соқпайды, бірақ олардың саны өте тұрақсыз. Аэрозолдық бөлшектер бірқатар атмосфералық процестердің өрбуіне қатынасады.
