Deși proporția de gaze din aer nu se schimbă pe măsură ce se deplasează mai departe de suprafața Pământului, densitatea aerului se face. Acest lucru înseamnă că există mai puține molecule de azot, oxigen, argon și alte gaze la o milă deasupra suprafeței Pământului decât un centimetru deasupra lui, dar același raport de gaze.
Unele particule non-gazoase naturale și nenaturale se găsesc și în atmosferă, mai ales în porțiunile apropiate de suprafața Pământului. Acestea includ cenușa vulcanică, poluanții de aerosoli cum ar fi clorul și mercurul, polenul și sporii mucegaiului. Nivelurile acestor substanțe în aer tind să varieze în funcție de locație și de anotimpuri.
Poluarea aerului este definită ca introducerea în aer a substanțelor chimice, a particulelor sau a materiei biologice. Aceasta este de obicei considerată o problemă, deoarece reduce straturile de ozon, o specie de oxigen, în stratosfera. Cu mai puțin ozon din atmosferă, razele ultraviolete ale soarelui pot ajunge mai ușor pe suprafața Pământului, contribuind la probleme cum ar fi cancerul de piele și încălzirea globală.
