Ilmakehän koostumus vaihtelee. Siihen vaikuttavat energiantuotannossa lämmityksessä, liikenteessä, teollisuudessa ja jätteiden poltossa muodostuneet aineet. Ilma koostuu kaasumaisessa olomuodossa olevista molekyyleistä ja eri tavoin rakentuneista, mikroskooppisista hiukkasista kuten noesta, tuhkasta ja pölystä.

Ilmakehä on monin tavoin elämän edellytys planeetallamme. Eliöt tarvitsevat ilman happea aineenvaihduntaansa. Ilmakehä suojaa maata haitalliselta säteilyltä, ulkoavaruuden kylmyydeltä sekä meteoriiteilta. Valtaosa maapallolle saapuvista meteoriiteista tuhoutuu ilmanvastuksen takia. Ilmiö nähdään taivaalla tähdenlentona.





Ilmakehän otsoni muodostaa noin 25 kilometrin korkeudessa Maata suojaavan kerroksen auringon haitallista UV-säteilyä vastaan. Ilmakehä on hyvin ohut. Sen paksuutta voi verrata omenan kuoreen. Jos omenan sisus vastaisi maapalloa, niin omenan kuori vastaisi suunnilleen ilmakehän paksuutta.




Ilman saastumisen johdosta suojaava otsonikerros on vaurioitunut ja on muodostunut otsonikato. Otsonikadosta aiheutuu haittaa ihmisille ja muille eläville olennoille. Osa ilmansaasteista aiheuttaa otsonin muodostumista alailmakehään. Ylempänä ilmakehässä otsoni suojaa maapalloa, mutta alailmakehässä se on myrkyllisyytensä vuoksi haitallista eliöille ja aiheuttaa materiaalivahinkoja myös elottomille kohteille.

Ilmakehän kaasut päästävät lävitseen suurimman osan auringon säteilyn valkoisen valon aallonpituuksista. Maanpinnalle saapuva lyhytaaltoinen säteily absorboituu maaperään ja muuntuu pitkäaaltoisemmaksi säteilyksi eli ns. lämpösäteilyksi. Kasvihuonekaasut absorboivat tehokkaasti maaperän lämpösäteilyä, minkä seurauksena alailmakehä lämpenee. Merkittävimpiä kasvihuonekaasuja ovat vesihöyry ja hiilidioksidi.





Hengittäminen ja palaminen poistavat ilmakehästä happea ja samalla muodostuu hiilidioksidia. Vihreät kasvit käyttävät ilmassa olevaa hiilidioksidia ja valmistavat siitä veden kanssa ja auringon energian avulla hiilihydraatteja. Samalla muodostuu happea. Ilmakehässä olevat happivarat ovat muodostuneet pääasiassa kasvien toiminnan tuloksena. Pimeänä aikana kasvit tarvitsevat happea muuttaessaan tuottamiensa ravintoaineiden kemiallista energiaa omaan käyttöönsä, samoin kuin eläimet. Tämä hapen ja ravinteiden reaktio tapahtuu soluissa, ja sitä kutsutaan soluhengitykseksi. Prosessissa vapautuu vettä ja hiilidioksidia sekä energiaa. Reaktio on palamista, koska siinä aine yhtyy happeen. Happi siis kiertää jatkuvasti ilmasta eliöihin ja takaisin ilmaan.





Muiden planeettojen kaasukehät eivät ole ilmakehiä. Neptunusta ympäröi kaasukehä, joka on koostunut lähinnä metaanista. Jupiterilla ja Saturnuksella on vedystä koostuvat, sakeat ja pilviset kaasukehät.