Vanndamp står for omtrent 0,25 % av atmosfærens sammensetning sett i forhold til massen. Konsentrasjonen av vanndamp (som er en viktig drivhusgass) varierer betydelig, fra rundt 10 ppm av volumet i de kaldeste delene av atmosfæren til så mye som 5 % av volumet i varme fuktige luftmasser. Konsentrasjoner av andre atmosfæriske gasser er vanligvis referert til i relasjon til tørr luft (altså uten vanndamp). De resterende gasser er ofte referert til som , blant disse er drivhusgasser, først og fremst karbondioksid, metan, lystgass og ozon. Filtrert luft inneholder spormengder av mange andre kjemiske forbindelser. Mange stoffer med naturlig opprinnelse kan være til stede i små mengder, men varierer lokalt og sesongmessing. Dette gjelder aerosoler, støv sammensatt av mineralske og organiske stoffer, pollen og sporer, sjøsprøyt og vulkansk aske. Ulike industrielle miljøgifter kan også være til stede som gasser eller partikler, som for eksempel klor (fritt eller i andre forbindelser), fluorforbindelser og kvikksølvdamp. Svovelforbindelser som for eksempel hydrogensulfid og svoveldioksid (SO) kan være avledet fra naturlige kilder eller fra industriell forurensing.