Troposfera conține 99% din vaporii de apă atmosferici. Concentrația de vapori de apă variază în funcție de climatul diferit, variind de la cantitățile din jurul polilor până la peste 4% în regiunile tropicale. Vaporii de apă troposferici sunt participanții-cheie în ciclul de apă al Pământului. Apa care se evaporă din oceane, mări și lacuri se condensează în troposferă, este purtată de vânturi, apoi cade din nou pe Pământ ca precipitații. Fără acest proces, viața de pe Pământ ar înceta să existe, deoarece resursele de apă dulce nu vor mai fi refăcute.
Troposfera conține, de asemenea, dioxid de carbon în cantități mici. De la începutul revoluției industriale la sfârșitul anilor 1800 și începutul anilor 1900, concentrația dioxidului de carbon a încetinit încet. Gazul captează căldura aproape de suprafața Pământului prin absorbția și reimpunerea radiației infraroșii, contribuind la efectul de seră. Repercusiunile semnificative ale creșterii dioxidului de carbon atmosferic includ creșterea temperaturii medii globale a atmosferei Pământului și modificarea modelelor meteorologice ale Pământului. Dioxidul de carbon este în general considerat cel mai important gaz cu efect de seră, deși metanul și oxidul de azot contribuie, de asemenea, la efectul de seră.
