地球大气主要由氮气（约78.08%）和氧气（约20.9%）组成，其次是氩（约0.93%）、水汽和二氧化碳。水汽的体积比例大约平均为0.4%，但是其相对含量随时间和空间变化很快，范围大致为0到4%。由于人类活动的影响，自工业革命以来，二氧化碳在空气中的比例逐渐上升，现在大约为0.04%甚至更高。其他气体的综合占比很小（小于0.003%），各自的含量极低，因此统称为大气痕量气体，如CO、N₂O、SO₂、O₃、NO、NO₂、CH₄、NH₃、H₂S、碳氢化合物等。它们参与大气化学循环，是大气中化学过程的重要参与者，也可对大气辐射收支和生态系统产生一定影响。多数大气痕量气体在大气中的生命周期很短，一般不超过几天，有些痕量气体生命周期可超过十年，甚至长达数万年。长寿命大气痕量气体在环境中能充分混合，并可到达平流层以上高度，它们通常具有温室效应和臭氧层破坏效应。短寿命大气痕量气体的时空变化较大，在较为污染的区域可对全球大气环境及生态造成重大影响，例如导致光化学烟雾、酸雨、二次气溶胶污染等，从而影响人体健康并危害植被等生态系统。大气痕量气体中有一些是天然排放的，也有相当一部分是由于人类活动大量排放的，有时甚至是完全由工业合成的（例如许多氟氯碳类化合物），还有一些痕量气态是在大气化学转化过程中形成的（例如各种自由基等活性气态产物）。