Izvor zraka, kot ga poznamo, se začne s kisikovo katastrofo, znano tudi kot velika oksidacija, ki se je zgodila pred približno 2.7 milijarde let. Pred tem je bila raven kisika v zraku približno 1/50 odstotka. To je podobno ravni kisika v ozračju Marsa, približno 1/5 odstotka. Tako kot sodobni Mars je bila atmosfera zgodnje Zemlje predvsem ogljikov dioksid. Danes ozračje vsebuje 20 % kisika in le 0.038 % ogljikovega dioksida, zaradi česar je zrak popolnoma zračen za organizme, ki so odvisni od kisika, kot smo mi.
S pojavom oksifotosinteze v mikroorganizmih se je ta ogljikov dioksid postopoma porabljal, kar je ustvarilo “odpadni produkt” elementarnega kisika. Kisikova katastrofa je v geološkem zapisu jasno razmejena z vnosom velikih količin oksigeniranega železa (rje). Te relikvije imenujemo trakaste železne formacije. Dogodek se imenuje “katastrofa”, ker je kisik strupen za anaerobne organizme, ki jih je dogodek v velikem številu izbrisal. Pred evolucijo prvih organizmov, ki proizvajajo kisik, in popolno kisikovo katastrofo je bil časovni zamik približno 300 milijonov let.
V naslednjih milijardah let so cveteli oksifotosintetični organizmi, ki so proizvajali vse več elementarnega kisika. Zgodovina zraka, od praktično nič kisika do 20 % kisika, se razteza na več kot dve milijardi let. V obdobju karbona, pred približno 250 milijoni let, ko so rastline uspevale, so bile ravni kisika še višje kot danes. To je omogočilo obstoj zelo velikih žuželk, vključno z kačjim pastirjem Meganeuro z razponom kril dveh metrov. Današnji zrak bi Meganeura zaradi relativnega pomanjkanja kisika ne mogla dihati.
Iskanje nezemeljskih planetov z zrakom, podobnim Zemljinemu, je še vedno brez sreče. S podrobnim preučevanjem spektra planetarnega telesa lahko astronomi določijo njegovo kemično sestavo, tudi če je to telo zelo oddaljeno. To je ista tehnika, ki se uporablja za določanje kemične sestave oddaljenih zvezd.