空气的成分以氮气、氧气为主，是长期以来自然界里各种变化所造成的。在原始的绿色植物出现以前，原始大气是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨为主的。在绿色植物出现以后，植物在光合作用中放出的游离氧，使原始大气里的一氧化碳氧化成为二氧化碳，甲烷氧化成为水蒸气和二氧化碳，氨氧化成为水蒸气和氮气。以后，由于植物的光合作用持续地进行，空气里的二氧化碳在植物发生光合作用的过程中被吸收了大部分，并使空气里的氧气越来越多，终于形成了以氮气和氧气为主的现代空气。 　空气是混合物，它的成分是很复杂的。空气的恒定成分是氮气、氧气以及稀有气体，这些成分之所以几乎不变，主要是自然界各种变化相互补偿的结果。空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气。空气的不定成分完全因地区而异。例如，在工厂区附近的空气里就会因生产项目的不同，而分别含有氨气、酸蒸气等。另外，空气里还含有极微量的氢、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体。灰尘是空气里或多或少的悬浮杂质。总的来说，空气的成分一般是比较固定的。

在古代，空气曾被人们认为是简单的物质，在1669年梅猷曾根据蜡烛燃烧的实验，推断空气的组成是复杂的。他受“四元素”理论所影响，并不认为空气是两种气体的混合物，而认为空气是单一的纯物质，“燃气精”只是附着在空气的微粒上。1703年，德国化学家施塔尔在总结了前人关于燃烧本质的各种观点，并对其进行甄别之后，更系统地提出了明确的“燃素学说”。 “燃素学说"认为有一种看不见的所谓的燃素，存在于可燃物质内。例如蜡烛燃烧，燃烧时燃素逸去，蜡烛缩小下塌而化为灰烬，认为燃烧失去燃素现象，即：蜡烛-燃素=灰烬。然而燃素学说终究不能解释自然界变化中的一些现象，它存在着严重的矛盾。第一是没有人见过“燃素”的存在；第二金属燃烧后质量增加，那么“燃素”就必然有负的质量，这是不可思议的。曾统治化学界达百年之久，虽然它是一个错误的理论，但在那个时代炼金术的统治时代，使化学从炼金术中解放出来，起到积极作用。1774年法国的化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，才否定燃素学说。拉瓦锡在进行铅、汞等金属的燃烧实验过程中，发现有一部分金属变为有色的粉末，空气在钟罩内体积减小了原体积的1/5，剩余的空气不能支持燃烧，动物在其中会窒息。他把剩下的4/5气体叫做氮气（原文意思是不支持生命），在他证明了普利斯特里和舍勒从氧化汞分解制备出来的气体是氧气以后，空气的组成才确定为氮和氧。

正常的空气成分按体积分数计算是：氮(N₂)约占78%，氧(O₂)约占21%，稀有气体约占0.939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn)，二氧化碳(CO₂)约占0.031%，还有其他气体和杂质约占0.03%，如：臭氧(O₃)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)、水蒸气（H₂O）等。

空气中约含0.94%（体积百分）的稀有气体，分别是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气。

稀有气体都是无色、无臭、无味的，微溶于水，溶解度随分子量的增加而增大。稀有气体的分子都是由单原子组成的，它们的熔点和沸点都很低，随着原子量的增加，熔点和沸点增大。它们在低温时都可以液化。

稀有气体原子的最外层电子结构为ns²np⁶（氦为 1s²），是最稳定的结构，因此，在通常条件下不与其它元素作用，长期以来被认为是化学性质极不活泼，不能形成化合物的惰性元素。

除氦以外，稀有气体原子的最外电子层都是由充满的ns和np轨道组成的，它们都具有稳定的8电子构型。稀有气体的电子亲合势都接近于零，与其它元素相比较，它们都有很高的电离势。因此，稀有气体原子在一般条件下不容易得到或失去电子而形成化学键。表现出化学性质很不活泼，不仅很难与其它元素化合，而且自身也是以单原子分子的形式存在，原子之间仅存在着微弱的范德华力（主要是色散力）。直到1962年，英国化学家N˙巴利特才利用强氧化剂PtF₆与氙作用，制得了第一种惰性气体的化合物Xe[PtF₆]，以后又陆续合成了其他惰性气体化合物，并将它的名称改为稀有气体。

空气是制取稀有气体的主要原料，通过液态空气分级蒸馏，可得稀有气体混合物，再用活性炭低温选择吸附法，就可以将稀有气体分离开来。

污染气体非常多,常见的主要有:

二氧化硫(SO₂)

氮氧化物(NO_X)

有机废气污染物,如三苯(苯/甲苯/二甲苯)

造成臭氧空洞的氟利昂

酸雾(如硫酸/盐酸酸雾)

还有比较严重的垃圾焚烧过程中产生的强致癌物质的二恶英等.

由于工业的发展，大气中的二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等等气体都大量存在。 2100433B

氮气做填充保护气，液氮可以做制冷剂，氮气还是合成氨工业中的原料之一。生物需要氧气进行有氧呼吸，氧气可以作为助燃剂，纯氧可用于电焊等。稀有气体可以作为保护气，彩灯，高照明灯的填充气。二氧化碳是侯氏制碱法的原料，是绿色植物光合作用的原料，二氧化碳还是灭火器的主要作用物之一,也是可以使石灰水变浑浊的气体，其固态物干冰可以用于人工降雨。