Mówiąc o składzie atmosfery ziemskiej, mamy na myśli skład powietrza atmosferycznego, czyli mieszaniny gazów występujących w atmosferze. Dwa najważniejsze gazy wchodzące w jej skład to azot – N2 (78,08%) i tlen – O2 (20,95%), które razem stanowią ponad 99% objętości powietrza atmosferycznego. Pozostałe 2 gazy zaliczane do głównych składników atmosfery to gaz szlachetny argon – Ar (0,93%) i dwutlenek węgla – CO2 (0,038%).
Poza tym w skład atmosfery ziemskiej wchodzą składniki drugorzędne i domieszki, do których należą: gazy szlachetne – neon (Ne), hel (He) i krypton (Kr), metan (CH4) i inne węglowodory, wodór (H2), tlenki siarki (SOx) i azotu (NOx), siarkowodór (H2S), amoniak (NH3), ozon (O3) oraz wiele innych.
Podając udział poszczególnych gazów drugorzędnych i śladowych w całkowitym składzie atmosfery często określamy go nie w %, ale jako p.p.m. (co znaczy parts per million). Jako, że % możemy objaśnić jako part per cent, 1% odpowiada 10 000 p.p.m. Tak, że np. udział CO2 w atmosferze można wyrazić jako – 0,0383% lub 383 p.p.m.
Poza tymi składnikami tzw. powietrza suchego w atmosferze ziemskiej występuje też woda – H2O w stanie gazowym, ciekłym i stałym, która typowo stanowi ponad 1% objętości powietrza atmosferycznego oraz inne aerozole (np. pyły, kryształki soli, pyłki roślin).
Skład atmosfery ziemskiej znacznie różni się od składu atmosfer innych planet wewnętrznych planet Układu Słonecznego. Widoczne jest to zwłaszcza w dużej ilości tlenu, który na innych planetach występuje w stanie gazowym tylko jako domieszka. Pamiętajmy jednak, że w pierwotnej atmosferze ziemskiej sprzed kilku miliardów lat tez prawie go nie było. Został do niej uwolniony w procesie fotosyntezy przez rośliny stopniowo zasiedlające Ziemię.