Troposféru tvoří směs plynů: hlavně dusík (78%) a kyslík (21%); zbývající 1% zahrnuje hlavně vzácný plyn argon, stopy dalších vzácných plynů a přibližně 0,03 % oxidu uhličitého. Jeho obsah v ovzduší je velmi důležitý pro fotosyntézu a je uvolňován při dýchání organismů. V troposféře jsou také stopy dalších plynů – např. methanu, který se do ovzduší dostává při uvolňování energie bez přístupu kyslíku (anaerobním) organismy žijícími např. v močálech.

Uvedené složení vzduchu je bez vodních par a nečistot, jejichž množství je proměnlivé nad jednotlivými částmi Země. Množsví vodních par v ovzduší je velice proměnlivé.