概念
地球形成初期的原始大氣應是以宇宙中最豐富的輕物質：氫氣、氦氣和一氧化碳為主。
由於太陽風（恆星會噴發大量的物質流，此時正值太陽形成初期）和地球升溫的作用，原始大氣逐漸向宇宙空間膨脹並逃逸散失。估計在 45 億年前或晚些時候，地球上是沒有大氣的 。
主要成分有：水蒸氣、氫氣、氨氣、甲烷、硫化氫、二氧化碳等，原始大氣沒有氧氣。
形成
在45億年以前，地球由一個冰凍的行星受到隕石的強烈、頻繁的碰撞，隕石高速碰撞，其動能轉化為內能，產生大量的熱，使地球表面達到一千五百攝氏度，這些星狀物體互撞，使地球形成熔融狀態，原來包含在隕石中大量氣體揮發出來。由於地球內部核轉變能量高，撞擊強烈，地球熱輻射強，因而地表氣溫一直高於水的沸點，水蒸氣不能冷凝成水，此時，二氧化碳，氮氣和水蒸氣等為主要的氣體成分，幾乎全部積聚在大氣圈中，形成了最稠密的火山氣圈，大氣壓很大，這就形成了地球空氣的初貌 。
米勒實驗
米勒模擬實驗（Miller–Urey experiment）一種模擬在原始地球還原性大氣中雷鳴閃電的實驗 。
圖1 米勒設計的實驗裝置圖1 米勒設計的實驗裝置
如圖1，將水注入左下方的 500 毫升燒瓶內。
先將玻璃儀器中的空氣抽去。然後打開左方的活塞，泵入 CH、NH 和 H 的混合氣體（模擬還原性大氣）。再將 500 毫升燒瓶內的水煮沸，使水蒸汽（HO）和混合氣體同在密閉的玻璃管道內不斷循環，並在另一容量為 5 升的大燒瓶中，經受火花放電（模擬雷鳴閃電）一周，最後生成的有機物，經過冷卻後，積聚在儀器底部的溶液內（圖中以黑色表示）（模擬原始大氣中生成的有機物被雨水沖淋到原始海洋中） 。
