Según la Universidad de Michigan, la Tierra primitiva no tenía atmósfera hasta que se liberaron gases desde el interior del planeta. Los gases de rápido movimiento y las masivas erupciones volcánicas llevaron a la creación de dos capas atmosféricas distintas pero igualmente importantes.
Según la NASA, la atmósfera más antigua de la Tierra probablemente estaba compuesta solo de hidrógeno y helio, dos de las sustancias más abundantes del universo. Estos gases también formaron el disco gaseoso alrededor del Sol, del cual se formaron la Tierra y todos los planetas circundantes. Cuando se formó la atmósfera por primera vez, la Tierra era extremadamente caliente e inhóspita para la vida que existe actualmente en ella. Las moléculas de hidrógeno y helio que se cernían sobre la superficie de la Tierra finalmente tomaron tal velocidad que escaparon de la fuerza gravitatoria de la Tierra y se dirigieron al espacio. Este proceso dio como resultado la formación de la primera capa de la atmósfera terrestre.
La NASA explica que la segunda capa atmosférica se formó durante miles de millones de años debido a las masivas erupciones volcánicas. En este momento, había muchos más volcanes dispersos a lo largo de la superficie de la Tierra, lo que resultó en la liberación global de gases desde el interior de la Tierra. Estos gases incluían vapor, dióxido de carbono y amoníaco. Finalmente, las moléculas de amoníaco se rompieron por la luz solar y dejaron nitrógeno e hidrógeno, lo que provocó la formación de las condiciones atmosféricas que existen en la actualidad.