Los principales gases que componen la atmósfera terrestre, sin considerar los contaminantes, son: nitrógeno diatómico (un 78% de las moléculas), el oxígeno diatómico (alrededor del 21%), argón (un 1%) y el dióxido de carbono (un 0,04%). Esta mezcla de componentes químicos no parece ser reactivo en la baja atmósfera, incluso a temperaturas o a intensidades de luz solar superiores a las que se encuentran en la superficie de la tierra.
Pero esto no es del todo cierto. En realidad, muchos procesos químicos ambientales importantes ocurren en el aire, tanto sí éste es limpio como contaminado. Y a sutrop vez, distintas reacciones dependiendo la zona de la atmósfera que se analice.
La tropósfera, es la región de la atmósfera que se extiende desde el nivel del suelo hasta unos 15 kilómetros de altitud. Contiene el 85% de la masa de la atmósfera.
La estratósfera, es aquella parte comprendida entre los 15 y 50 kilómetros de altitud, justo encima de la tropósfera. Las reacciones químicas que se llevan adelante en esta zona son de vital importancia para la integridad de la capa de ozono, que se encuentra en la mitad inferior de la estratósfera. La estratósfera se define como la región que se encuentra entre las altitudes donde se produce el gradiente de la temperatura; en la parte inferior empieza un aumento de temperatura y en la parte superior se detiene dicho aumento y con la altura comienza a decrecer. La altitud exacta a la que finaliza la tropósfera y empieza la estratósfera varía con la estación del año y la latitud.
La mesosfera, que se extiende entre los 50 y 80 km de altura, contiene sólo cerca del 0,1% de la masa total del aire. Es importante por la ionización y las reacciones químicas que ocurren en ella. La disminución de la temperatura combinada con la baja densidad del aire en la mesosfera determina la formación de turbulencias y ondas atmosféricas que actúan a escalas espaciales y temporales muy grandes.
La ionosfera se extiende desde una altura de casi 80 km sobre la superficie terrestre hasta 640 km o más. A estas distancias, el aire está enrarecido en extremo. Cuando las partículas de la atmósfera experimentan una ionización por radiación ultravioleta, tienden a permanecer ionizadas debido a las mínimas colisiones que se producen entre los iones. La ionosfera tiene una gran influencia sobre la propagación de las señales de radio.
La región que hay más allá de la ionosfera recibe el nombre de exosfera y se extiende hasta los 9.600 km, lo que constituye el límite exterior de la atmósfera. Más allá se extiende la magnetosfera, espacio situado alrededor de la Tierra en el cual, el campo magnético del planeta domina sobre el campo magnético del medio interplanetario.