Η προέλευση του αέρα όπως τον ξέρουμε ξεκινά με την Καταστροφή του Οξυγόνου, γνωστή και ως Μεγάλη Οξείδωση, που συνέβη πριν από περίπου 2.7 δισεκατομμύρια χρόνια. Πριν από αυτό, το επίπεδο οξυγόνου στον αέρα ήταν περίπου το 1/50 του τοις εκατό. Αυτό είναι παρόμοιο με το επίπεδο οξυγόνου που υπάρχει στην ατμόσφαιρα του Άρη, περίπου το 1/5 του τοις εκατό. Όπως ο σύγχρονος Άρης, η ατμόσφαιρα της πρώιμης Γης ήταν κυρίως διοξείδιο του άνθρακα. Σήμερα, η ατμόσφαιρα περιέχει 20% οξυγόνο και μόνο 0.038% διοξείδιο του άνθρακα, κάνοντας τον αέρα να αναπνέει πλήρως για οργανισμούς που εξαρτώνται από το οξυγόνο όπως εμείς.
Με την έλευση της οξυφωτοσύνθεσης στους μικροοργανισμούς, αυτό το διοξείδιο του άνθρακα καταναλώθηκε σταδιακά, δημιουργώντας το «απόβλητο προϊόν» του στοιχειακού οξυγόνου. Η Καταστροφή του Οξυγόνου οριοθετείται ξεκάθαρα στο γεωλογικό αρχείο με την εισαγωγή μεγάλων ποσοτήτων οξυγονωμένου σιδήρου (σκουριάς). Αυτά τα λείψανα ονομάζονται σχηματισμοί με λωρίδες σιδήρου. Το συμβάν ονομάζεται «καταστροφή» επειδή το οξυγόνο είναι τοξικό για τους αναερόβιους οργανισμούς, τους οποίους το συμβάν εξαφάνισε σε μεγάλους αριθμούς. Υπήρχε μια χρονική υστέρηση περίπου 300 εκατομμυρίων ετών πριν από την εξέλιξη των πρώτων οργανισμών που παράγουν οξυγόνο και την πλήρη καταστροφή του οξυγόνου.
Στα επόμενα δισεκατομμύρια χρόνια, οι οργανισμοί που συνθέτουν οξυφωτοσύνθεση άκμασαν, παράγοντας όλο και περισσότερο στοιχειακό οξυγόνο. Η ιστορία του αέρα, από πρακτικά μηδενικό οξυγόνο έως 20% οξυγόνο, εκτείνεται σε περισσότερα από δύο δισεκατομμύρια χρόνια. Κατά την περίοδο του ανθρακοφόρου, περίπου 250 εκατομμύρια χρόνια πριν, όταν τα φυτά ευδοκιμούσαν, τα επίπεδα οξυγόνου ήταν ακόμη υψηλότερα από ό,τι σήμερα. Αυτό επέτρεψε την ύπαρξη πολύ μεγάλων εντόμων, συμπεριλαμβανομένης μιας λιβελλούλας, της Meganeura, με άνοιγμα φτερών δύο ποδιών. Ο σημερινός αέρας θα ήταν άπνοος για τα Μεγανεύρα, λόγω της σχετικής έλλειψης οξυγόνου.
Η αναζήτηση είναι σε εξέλιξη για εξωγήινους πλανήτες με αέρα παρόμοιο με αυτόν της Γης, χωρίς τύχη μέχρι στιγμής. Εξετάζοντας προσεκτικά το φάσμα ενός πλανητικού σώματος, οι αστρονόμοι μπορούν να προσδιορίσουν τη χημική του σύσταση, ακόμα κι αν αυτό το σώμα είναι εξαιρετικά απόμακρο. Αυτή είναι η ίδια τεχνική που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της χημικής σύνθεσης των μακρινών αστεριών.