在地球誕生后的大約一半時間里，大氣中幾乎都是沒有氧氣的。

自然界很難直接產生氧氣，有了生物才有了大量的游離氧。因此，與一般人想的有氧氣才有生命不同的是，氧氣其實是生物的產物。

原始大氣在陽光的照射下，可以將極少量的氧氣從二氧化碳和水分子中分離出來，但這部分分離出來的氧也很快會被巖石中的鐵以及隨著火山爆發(fā)而噴出的氫吸收，氧元素很難以游離形式在空氣中存在。

在那段時間里，地球上的生物幾乎都是厭氧生物，它們根本不需要氧氣，甚至氧氣對它們來說是有毒的，而今天我們只有在地球的深海海底才能發(fā)現這樣的古細菌。

但對于今天地球上的絕大多數生命來說，氧氣至關重要，沒有什么事件比光合作用的出現更重要。

光合作用又可以分為產氧光合作用和不產氧光合作用。

能進行產氧光合作用的藍細菌（藍藻）的重要性要遠遠高于其他光合生物，因為它們對原始地球大氣的改造貢獻可謂巨大，雖然當時的其他細菌們并不這么覺得。

在產氧光合作用出現后的一段時間里，新生成的氧氣還能夠被巖石中的鐵和大氣中的氫等元素吸收，但隨著暫時性的地質活動平緩，地球上的火山活動減少了，氧元素漸漸能夠以游離的氧氣形式存在于大氣中了。

與此同時，越來越多巖石表面的鐵和磷被氧化后，隨著雨水沖刷進入了海洋，海水的富營養(yǎng)化進一步促進了藍藻的的繁殖和生長，地球大氣中的氧氣越來越多了。從大約23億年前到18.5億年前，大氣中的氧氣濃度從0.02%上升到了4%，其中，23億年前氧氣濃度變化對地球生物圈造成的那次影響被稱為“大氧化事件”。