Există cinci componente majore ale aerului: azot (78.0842%), oxigen (20.9463%), vapori de apă (aproximativ 1%), argon (0.93422%) și dioxid de carbon (0.03811%). Urmele componente reprezintă încă 0.002%. Dintre toate aceste substanțe, cea de care animalele (inclusiv oamenii) au nevoie pentru a supraviețui este oxigenul, în timp ce plantele au nevoie de dioxid de carbon și azot.
Respirația animalelor consumă oxigen și produce dioxid de carbon ca produs secundar, în timp ce plantele consumă dioxid de carbon și produc oxigen. Ecosistemele lumii depind de acest echilibru. Componentele aerului pot fi modificate de activitatea umană, cum ar fi arderea combustibililor fosili, care a crescut proporția de dioxid de carbon din atmosferă.
Aerul a fost subiect de studiu pentru oamenii de știință de sute de ani. Ca și alte gaze, aerul se comportă conform Legii lui Boyle, care afirmă că presiunea și volumul unui gaz sunt invers proporționale într-un sistem închis în care cantitatea totală de gaz și temperatura acestuia rămân fixe. Aceasta înseamnă că o persoană poate scădea volumul de aer comprimându-l, dar presiunea acestuia va crește proporțional.
Este posibil să pompați aer într-o membrană elastică, ca un balon, pentru a o umfla. Deoarece presiunea exercitată spre exterior de aerul din interiorul unui balon este aproximativ echivalentă cu presiunea exercitată asupra balonului de către exterior, acesta rămâne umflat. Acest lucru este valabil doar atunci când presiunea aerului introdus inițial în balon este similară cu aerul din jurul acestuia. Dacă un balon este umplut cu aer din atmosfera superioară, apoi coborât la nivelul mării, acesta se va micșora, în timp ce dacă s-a umplut cu aer de la nivelul mării și este adus la o altitudine foarte mare, va exploda. Acesta este ceea ce se întâmplă cu baloanele care sunt eliberate accidental pe cer.
Aerul rămâne în atmosfera Pământului deoarece gravitația Pământului este suficientă pentru a menține particulele de gaz aproape de suprafața sa. Gazele mai ușoare, cum ar fi hidrogenul, au scăpat cu mult timp în urmă de atracția Pământului, fiind suficient de ușoare încât excitația termică le este suficientă pentru a scăpa în spațiu.