Ursprunget till luft som vi känner den börjar med syrekatastrofen, även känd som den stora oxidationen, som inträffade för cirka 2.7 miljarder år sedan. Dessförinnan var syrehalten i luften ungefär 1/50 procent. Detta liknar nivån av syre som finns i atmosfären på Mars, cirka 1/5 procent. Liksom nutida Mars var atmosfären på den tidiga jorden i första hand koldioxid. Idag innehåller atmosfären 20 % syre och endast 0.038 % koldioxid, vilket gör luften väl andningsbar för syreberoende organismer som oss själva.
Med tillkomsten av oxifotosyntes i mikroorganismer förbrukades denna koldioxid gradvis, vilket skapade ”avfallsprodukten” av elementärt syre. Syrekatastrofen är tydligt avgränsad i det geologiska dokumentet genom införandet av stora mängder syresatt järn (rost). Dessa reliker kallas för bandade järnformationer. Händelsen kallas en ”katastrof” eftersom syre är giftigt för anaeroba organismer, som händelsen utplånade i stort antal. Det fanns en tidsfördröjning på cirka 300 miljoner år innan utvecklingen av de första syreproducerande organismerna och den fullfjädrade syrekatastrofen.
Under de efterföljande miljarderna åren blomstrade oxifotosyntetiserande organismer och producerade mer och mer elementärt syre. Luftens historia, från praktiskt taget noll syre till 20 % syre, sträcker sig över mer än två miljarder år. Under kolperioden, för cirka 250 miljoner år sedan, när växter trivdes, var syrenivåerna ännu högre än de är idag. Detta tillät förekomsten av mycket stora insekter, inklusive en trollslända, Meganeura, med två fots vingspann. Dagens luft skulle inte kunna andas för Meganeura, på grund av dess relativa syrebrist.
Sökandet pågår efter utomjordiska planeter med luft som liknar jordens, utan lycka hittills. Genom att noggrant undersöka spektrumet av en planetkropp kan astronomer bestämma dess kemiska sammansättning, även om den kroppen är extremt avlägsen. Detta är samma teknik som används för att bestämma den kemiska sammansättningen av långt borta stjärnor.