Biosfera este definită fie ca „locul de pe suprafața pământului în care locuiește viața” (definiția originală a lui Edward Suess din 1875), fie, într-un sens mai restrâns, ca doar organismele înseși. Biomasa globală totală este de cel puțin trei trilioane de tone, probabil mai mult. Totalul global de biomasă lemnoasă supraterană este de aproximativ 422 de miliarde de tone.
Biomasa umană este de aproximativ 500 de milioane de tone, ceva mai mică decât cea a krillului antarctic, iar biomasa produsă pentru uz uman depășește trei trilioane de tone. Se estimează că biomasa bacteriană este similară cu cea a plantelor. Complicarea acestor măsurători este că diferiți cercetători pot publica cifre de „biomasă uscată”, lăsând deoparte greutatea apei, fără mențiune explicită. În general, cantitățile sunt mai mari în apropierea ecuatorului și mai mici în apropierea polilor.
De acum cel puțin 2.7 miliarde de ani, în timpul așa-numitei Catastrofe a Oxigenului, biosfera a fost strâns legată de hidrosfera (oceanele), litosfera (crusta) și atmosfera (aerul) planetei. Catastrofa oxigenului a avut loc la aproximativ 300 de milioane de ani după ce microbii fotosintetici – strămoșii cianobacteriilor actuale – au evoluat.
Oxigenul este un produs secundar al fotosintezei și cantități masive din acesta au fost eliberate pe măsură ce organisme fotosintetice s-au răspândit pe suprafața Pământului. Atmosfera de dioxid de carbon și azot a Pământului a fost transformată progresiv într-o atmosferă de oxigen/azot, deoarece o mare parte din dioxidul de carbon liber s-a dizolvat în oceane, precipitând ca calcar, iar cianobacteriile l-au transformat în oxigen. Multe dintre organismele anaerobe care trăiau la acea vreme au dispărut ca urmare, motiv pentru care evenimentul este numit „catastrofă”.
Biosfera este compusă în principal din producători precum alge, plante și bacterii fotosintetice. Consumatorii, cum ar fi animalele și ciupercile care mănâncă plante, formează minoritatea, prădătorii fiind cei mai puțini dintre toți. Cu toate acestea, într-o excepție neobișnuită, 99% din biomasa terestră a vertebratelor este formată din oameni, animalele lor de companie și animale de hrană. Biomasa vertebratelor marine o depășește semnificativ.
Aproape, dacă nu fiecare metru pătrat al planetei este o parte a biosferei. Cu excepția unei treimi din suprafața Pământului acoperită de deșert, gheață sau munți de mare altitudine, plantele cresc practic peste tot, iar acolo unde există viață vegetală, există viață animală. Viața este, de asemenea, abundentă în oceane, unde trăiește în principal în zona fotică, unde lumina ajunge, în vârful 656 de picioare (200 m). Viața se extinde chiar și în cele mai adânci șanțuri oceanice, totuși, unde au fost observați pești și animale cu coajă.
Dacă sunt incluse bacteriile, biosfera este cu adevărat extinsă. Progresele în detectarea microbilor și forajele în adâncime au dezvăluit bacterii la cel puțin 5.6 mile (9 km) sub suprafață, în timp ce baloanele atmosferice au găsit bacterii în aer la altitudini de 3.7 mile (6 km). Viața a colonizat probabil fiecare colț și colț al acestei planete cu miliarde de ani în urmă.