Teorija Gaia je znanstvena hipoteza, ki je nastala pri dr. Jamesu Lovelocku v 1960. letih prejšnjega stoletja. Lovelock trdi, da je zemlja in njena fizična sestava, kot so njene geološke in kemične lastnosti, vezane na svetovne ekosisteme in da njihovo sobivanje vpliva, če ne v celoti, na geološke, kemične in biološke okoliščine, vključno s podnebjem, Zemlja. Mnogi primerjajo teorijo Gaje z razumevanjem zemlje kot enega samega organizma. Prvotno omenjena na hipotezo Gaia, je bila Lovelockova ideja od takrat označena kot teorija Gaia, zaradi svoje sposobnosti, da pomaga napovedati nekatera vedenja Zemlje.
Znanstveniki vedo, da je večina zemeljskih procesov zapletena in medsebojno delujejo. Lovelock trdi, da vsi zemeljski ekosistemi medsebojno delujejo, pri čemer je vsak pomemben sestavni del zemeljske strukture in uravnava zemljo. Lovelock trdi, da tako ostajajo številni različni procesi na Zemlji, bodisi biološki, geološki, kemični ali podnebni, stabilni.
Vsak proces obstaja tako sam po sebi, v odnosu do drugih procesov in v odnosu do zemlje kot celote. Na primer, vodik bi izginil iz zemeljske atmosfere, če ne bi bilo določenih biološko proizvedenih plinov, kot je metan. Če ne bi bilo nekaterih živih organizmov, bi se količina ogljikovega dioksida v ozračju povečala na približno 30-kratnik trenutne ravni, kar bi povzročilo večji učinek tople grede, zvišalo temperaturo zemeljske atmosfere in spremenilo njeno kemično sestavo. in zaradi česar je zemlja veliko manj primerna za žive organizme.
Lovelock trdi, da skoraj konstantna površinska temperatura zemlje podpira teorijo Gaia na drug način. Sončeva energija se je od začetka življenja povečala za 30 %, kar bi moralo tudi zvišati zemeljsko atmosfersko temperaturo in spremeniti njeno kemično sestavo. Edini večji nebiološki vir ogljikovega dioksida, ki je potreben za učinek tople grede, pojav, ki bistveno prispeva k zemeljski temperaturi, je vulkanska aktivnost, ki je nepredvidljiva, občasna in nezmožna za samoregulacijo.
Kemična sestava zemeljske atmosfere bi morala biti z vidika kemije nestabilna in se spreminja. Kisik bi se moral kombinirati s številnimi drugimi plini, medtem ko bi bil metan nestabilen in bi moral goreti v okolju, bogatem s kisikom. Lovelock domneva, da se lahko vsi zemeljski procesi nadaljujejo in ostanejo tako nespremenjeni le z regulacijo živih organizmov.