在大約 45 億年的時間里，地球大氣中的氧濃度從 0 變?yōu)?0.21。生物進化與地質學之間的復雜相互作用導致了目前的氧濃度和地球上生命的多樣性。根據(jù)到太陽的距離和在太陽系中的位置，地球處在“宜居帶”。

氧元素是藍藻細菌或植物葉綠體中通過光合作用產(chǎn)生的一種極具活性的元素?，F(xiàn)代植物仍然使用與藍藻細菌共生進行光合作用。在藍藻細菌出現(xiàn)之前，厭氧微生物使用硫酸鹽代替氧氣來滿足其能量需求。大約24.5億年前，藍藻細菌取代了厭氧菌，在被稱為大氧化事件時期產(chǎn)生了極具活性的元素氧。又過了10億年，在此期間幾乎沒有新的發(fā)展(無意義的10億年)，氧氣濃度變得足夠高，足以滿足動物生命的發(fā)展和進一步進化。

在地球大氣層的歷史上，最大氧濃度曾達到約0.30，現(xiàn)在穩(wěn)定在0.21。從高能分子狀態(tài)到低能分子狀態(tài)的一系列轉移中（即電子傳輸鏈），氧元素的高電負性和豐度，特別適合作為最終電子受體。通過這種方式，氧氣含量的增加是包括人類在內的許多新生物體發(fā)展的先決條件。然而，同樣的水平對其他生物體來說是有毒的。氧元素獲得電子的傾向，意味著有機體必須發(fā)展抗氧化劑防御機制，以防止無意中的分子氧化和功能障礙。正如Paracelsus所說的“劑量造就毒藥”。