Гидросфера имеет особое значение для формирования климата. Поскольку вода имеет высокую ёмкость теплоаккумуляции, океаны и озера уравнивающим образом действуют на свои климатические пространства.
Атмосфера
Газообразная оболочка Земли называется атмосферой. Она охватывает некоторые горизонтально лежащие друг над другом слои.
Слои воздуха относятся к существенным жизненным основам растений, животных и человека. В самом низком, близком к почве слое, тропосфере, концентрируются 90 процентов всего воздуха и почти весь водяной пар атмосферы. Около полюсов её вертикальное распространение достигает около восьми, а вокруг экватора около 18 километров. Только в нижней области тропосферы имеется достаточно кислорода для жизни более развитых животных и человека.
Названная «воздухом» атмосфера Земли состоит из азота (78,1 %), из кислорода (20,9 %) и инертного газа аргона (0,9 %). Остальные 0,1 % распределяются на большое количество «микрогазов». Двуокись углерода (доля которой в воздухе в настоящее время — 0,04 %) является самым известным и важнейшим микрогазом, не в последнюю очередь потому, что она, несмотря на малую процентную долю,— один из важнейших природных парниковых газов. Парниковые газы обеспечивают то, что температуры на поверхности Земли благоприятны для жизни.
В тропосфере происходят все метеорологические события с ветрами и формациями облаков. Так как тропосфера нагревается прежде всего Землёй, она быстро охлаждается в своих внешних слоях (примерно на 6,5 градуса на километр высоты). Поэтому там бывают температуры до минус 55 градусов Цельсия.
Выше тропосферы лежит стратосфера. Там находится необходимый для земной жизни слой озона. Его молекула (O3) состоит из трёх атомов кислорода. Он способен к глубокой абсорбции богатой энергией ультрафиолетовой радиации (УФ-В, УФ-С) Солнца. Если слой озона не повреждён, то неотфильтрованной через него до поверхности Земли проходит только более бедная энергией радиация УФ-А.
За стратосферой на высоте примерно 50 километров следует мезосфера, в которой температуры понижаются до минус 90 градусов Цельсия. Тут находятся последние внешние позиции земной жизни в виде крайне нечувствительных спор бактерий.
Мезосфера, вместе с холодными регионами тропосферы, исполняет важную функцию для всей биосферы: тут водяной пар атмосферы замораживается в ледяные кристаллы, которые падают обратно на Землю. Иначе водяной пар уходил бы дальше в космос и распадался. В этом случае Земля давно бы уже не имела воды, и жизнь бы вымерла.
Флора и фауна
Живое содержание биосферы — это организмы, многие виды растений и животных, включая человека. Они формируют системные общности жизни (биоценозы) и живут в конкретных пространствах жизни (биотопах), каждое с собственной идентичностью. Виды находятся в тесной взаимодействующей связи друг с другом, как и с неодушевлёнными компонентами биосферы. Они формируют экосистему.
В обычной экологической науке упрощённо различают три главных функциональных группы организмов экосистемы: производители, потребители и деструэнты. Это распределение целесообразно, но не абсолютно, ведь во всех трёх главных группах принципиально производят, потребляют и разлагают. При таком распределении речь идёт лишь о том, которая из этих трёх сторон природных функций является соответственной характерной чертой.
К производителям принадлежат все зелёные растения, водоросли и некоторые бактерии. Более точно можно обозначить их как биологических первичных производителей или «биотрансформаторов» для органического первичного производства. Они — единственные организмы, способные производить сахар (глюкозу) из двуокиси углерода и воды при помощи солнечного света, т. е. преобразовывать неорганическую материю в органические питательные вещества. Эта биохимическая реакция называется фотосинтезом.
Фотосинтез зависит от солнечного света. Некоторые определённые пигменты краски, такие как хлорофилл зелёных растений, могут абсорбировать свет. По своей сути фотосинтез является инициируемой Солнцем системой трансформации: солнечная энергия тут сперва превращается в электрическую, затем в химическую энергию (богатые энергией соединения), при помощи которых строятся сахар, и, соответственно, углеводы.