，氧气开始从海洋释出。17亿年前，氧气水平达到今天的10%。24亿年前的大氧化事件（「氧气大灾难」）期间，海洋和大气的含氧量大幅上涨，大多数的厌氧生物很可能因此绝种。好氧生物利用<chem>O2</chem>进行唿吸作用，可以比厌氧生物产生多许多的ATP。所有真核生物，包括动植物等复杂多细胞生物，都用<chem>O2</chem>进行唿吸作用。5.4亿年前，地球进入寒武纪，这段时期的大气含氧量（依体积）在15%和30%间波动。约3亿年前石炭纪进入末期时，大气含氧量达到35%的最高值，这有可能是当时昆