空气中体积分数最大的气体是氮气，占地球大气层的78%。空气是由多种气体混合而成，主要包括氮气、氧气、稀有气体和杂质，其比例约为78:21:1。空气覆盖地球表面，无色无味，对人类生存至关重要。空气中的成分主要包括氮气、氧气、氦、氖、氩、氪、氙、氡、二氧化碳等。按体积比例计算，氮气的比例最高，因此它是空气中体积分数最大的气体。在高温条件下，氮气能与氢气反应生成氨气。尽管氮气在化学上非常稳定，但它不属于惰性气体。氮气主要通过固氮进入氮循环，供生物利用。生物体中的氨基酸含有氮元素。反硝化作用使氮气重新回到空气中。在工业上，人们通过哈柏法将空气中的氮气转化为肥料。固氮与反硝化作用基本平衡，对空气中氮气浓度无显著影响。在深潜过程中，压缩空气瓶中的氮气会被氦气替代，以防血液中的氮气造成氮麻醉。氧气是重要的氧化剂，使空气具有氧化能力。几乎所有的化学燃烧和生理呼吸都需要氧气。空气中的氧气主要来源于光合作用。地球历史中，光合作用产生的氧气总量约为目前空气中氧气总量的20倍。
