Maapallon ilmakehän runsaskaasuisimmat kaasut riippuvat ilmakehän alueesta ja muista tekijöistä. Koska ilmakehän kemiallinen koostumus riippuu lämpötilasta, korkeudesta ja veden läheisyydestä. Yleensä 4 yleisintä kaasua ovat:
Vesihöyry voi kuitenkin olla myös yksi yleisimmistä kaasuista! Enimmäismäärä vesihöyry ilman mahtuvuus on 4%, joten vesihöyryä voi olla numero 3 tai 4 tässä luettelossa. Vesihöyryn määrä on keskimäärin 0,25% ilmakehästä, massa (neljäs yleisin kaasu). Lämmin ilma pitää enemmän vettä kuin viileä ilma.
Paljon pienemmässä mittakaavassa, lähellä pintametsiä, hapen ja hiilidioksidin määrä voi vaihdella hieman päivästä toiseen.
Vaikka ilmakehän lähellä pintaa on melko homogeeninen kemiallisessa koostumuksessa kaasujen määrä muuttuu korkeammissa korkeuksissa. Alempaa tasoa kutsutaan homosfäärinä. Sen yläpuolella on heterosfääri tai Exosphere. Tämä alue koostuu kerroksista tai kuorista kaasuja. Alin taso koostuu pääasiassa molekyylipitoisesta typestä (N2). Sen yläpuolella on kerros atomista happea (O). Vielä korkeammalla korkeudessa heliumiatomit (He) ovat runsain elementti. Tämän pisteen jälkeen,
helium vuotaa avaruuteen. Ulompi kerros koostuu vetyatomeista (H). Hiukkaset ympäröivät maapallon vielä kauemmas (ionosfääri), mutta ulkokerrokset ovat varautuneita hiukkasia, eivät kaasuja. Eksosfäärin kerrosten paksuus ja koostumus muuttuvat riippuen aurinkosäteilystä (päivä ja yö ja aurinkoaktiivisuus).