يتكون الغلاف الغازي من مجموعة غازات هي النتروجين وهو من أكبر الغازات نسبة حيث يشكل 78,08 ٪ والأوكسجين 20,92 ٪ وبذلك يحتل هذان الغازان نسبة 99٪ من غازاته في حالة الجفاف. الغازات المتبقية والتي تشكل نسبة 1٪ هي حسب حجمها الأرغون 0٬93٪ وثاني اوكسيد الكاربون 0,033٪ وغازات أخرى وتسمى بالغازات النبيلة ، كما توجد في الغلاف الغازي أكاسيد مثل أوكسيد النتروجين والنتروز وأول أوكسيد الكاربون. كما أضيفت إلى الغلاف الغازي مركبات ملوثة مثل الكلوروفلوروكربون وملوثات أخرى. ويحتوي الغلاف الغازي على مواد صلبة كالغبار والدخان والرمال والأملاح ومخلفات الشهب المحترقة. كما يحتوي الغلاف الغازي على الماء بحالته الغازية (بخار الماء) وبخار الماء نسبته تتراوح بين 0٫5 4. ٪ وإذا ازدادت نسبة بخار الماء في الهواء تقل نسب الغازات الأخرى حسب نسبة الزيادة. تبتعد الغازات هذه عن سطح الأرض وحسب وزنها. فالغازات الخفيفة مثل الأوزون توجد في طبقات الجو العليا، بينما الغازات الثقيلة مثل الأوكسجين والنتروجين فتوجد قرب سطح الأرض. الصفة الفيزيائية لمعظم هذه الغازات إنها لا تمتص الإشعاع الشمسي المباشر عدا غاز الأوزون الذي يمتص الأشعة فوق البنفسجية ليتكون. فالأوكسجين مع الأوكسجين الذري O يلتحمان ليكونا الأوزون عندما توجد الأشعة فوق البنفسجية UV وكما في المعادلة الآتية:

يتضح من المعادلة إن الأوكسجين بالتفاعل مع الأشعة فوق البنفسجية يكون الأوكسجين الذري، والأوكسجين الذري والأوكسجين يتحدان ليكونا غاز الأوزون الذي يحمي الأرض من هذه الأشعة الضارة ولا يسمح إلا بمرور كمية محددة ضرورية للحياة على الأرض. فالمعروف إن الأشعة البنفسجية تقتل الخلايا إذا زادت عن كميتها، وتنتشر الحياة الجرثومية بشكل كبير إذا اختفت. لذلك يعمل الأوزون على شكل مصفي يسمح بمرور الكمية المطلوبة لحفظ الحياة على الأرض. كما إن بخار الماء والماء في الغلاف الغازي يمتصان ويعكسان ويشتتان الأشعة الشمسية. أما بقية الغازات فإنها تميل إلى تشتيت الموجة الزرقاء من الإشعاع الشمسي المرئي وبذلك تبدو السماء زرقاء. بينما الغبار يشتت الموجة الحمراء من الإشعاع الشمسي المرئي وبذلك عندما تزداد كميته في الهواء يغلب اللون الأحمر على السماء. وبخار الماء يشتت جميع أطياف الأشعة المرئية وعلية تميل السماء إلى اللون الأبيض عندما تكون كمية بخار الماء كبيرة في الهواء. وبذلك يعتبر الغلاف الغازي شفافاً أمام الأشعة الشمسية لأنه يسمح بمرور معظمها. أما الأشعة الأرضية الطويلة فإنها تمتص من قبل ثاني اوكسيد الكاربون وبخار الماء مما يسخن الغلاف الغازي.