Υπάρχουν πέντε κύρια συστατικά του αέρα: άζωτο (78.0842%), οξυγόνο (20.9463%), υδρατμοί (περίπου 1%), αργό (0.93422%) και διοξείδιο του άνθρακα (0.03811%). Τα ιχνοστοιχεία αποτελούν άλλο 0.002%. Από όλες αυτές τις ουσίες, αυτή που χρειάζονται τα ζώα (συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων) για να επιβιώσουν είναι το οξυγόνο, ενώ τα φυτά χρειάζονται διοξείδιο του άνθρακα και άζωτο.
Η αναπνοή των ζώων καταναλώνει οξυγόνο και παράγει διοξείδιο του άνθρακα ως υποπροϊόν, ενώ τα φυτά καταναλώνουν διοξείδιο του άνθρακα και παράγουν οξυγόνο. Τα οικοσυστήματα του κόσμου εξαρτώνται από αυτή την ισορροπία. Τα συστατικά του αέρα μπορεί να αλλοιωθούν από την ανθρώπινη δραστηριότητα, όπως η καύση ορυκτών καυσίμων, η οποία έχει αυξήσει την αναλογία διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.
Ο αέρας αποτελεί αντικείμενο μελέτης για τους επιστήμονες εδώ και εκατοντάδες χρόνια. Όπως και άλλα αέρια, ο αέρας συμπεριφέρεται σύμφωνα με το νόμο του Boyle, ο οποίος δηλώνει ότι η πίεση και ο όγκος ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογα σε ένα κλειστό σύστημα όπου η συνολική ποσότητα του αερίου και η θερμοκρασία του παραμένουν σταθερές. Αυτό σημαίνει ότι ένα άτομο μπορεί να μειώσει τον όγκο του αέρα συμπιέζοντάς τον, αλλά η πίεσή του θα αυξηθεί αναλογικά.
Είναι δυνατή η άντληση αέρα σε μια ελαστική μεμβράνη, όπως ένα μπαλόνι, για να φουσκώσει. Επειδή η πίεση που ασκείται προς τα έξω από τον αέρα μέσα σε ένα μπαλόνι είναι περίπου ισοδύναμη με την πίεση που ασκείται στο μπαλόνι από το εξωτερικό, παραμένει φουσκωμένο. Αυτό ισχύει μόνο όταν η πίεση αέρα του αέρα που τοποθετήθηκε αρχικά στο μπαλόνι είναι παρόμοια με τον αέρα του περιβάλλοντος γύρω του, ωστόσο. Εάν ένα μπαλόνι γεμίσει με αέρα από την ανώτερη ατμόσφαιρα και στη συνέχεια κατέβει στο επίπεδο της θάλασσας, θα συρρικνωθεί, ενώ εάν γεμίσει με αέρα από το επίπεδο της θάλασσας και φτάσει σε πολύ μεγάλο υψόμετρο, θα σκάσει. Αυτό συμβαίνει με τα μπαλόνια που απελευθερώνονται κατά λάθος στον ουρανό.
Ο αέρας παραμένει στην ατμόσφαιρα της Γης επειδή η βαρύτητα της Γης είναι αρκετή για να κρατήσει τα σωματίδια αερίου κοντά στην επιφάνειά της. Τα ελαφρύτερα αέρια, όπως το υδρογόνο, έχουν προ πολλού διαφύγει από την έλξη της Γης, καθώς είναι αρκετά ελαφριά ώστε η θερμική διέγερση να είναι επαρκής για να διαφύγουν στο διάστημα.