La principale différence entre l'oxygène et l'air est que l'oxygène est un composant gazeux individuel qui fait partie de l'air, tandis que l'air est un mélange de plusieurs gaz.
L'air ou l'atmosphère est un composant principal de la Terre, autre que l'eau (hydrosphère) et le sol (lithosphère). Il y a quatre milliards et demi d'années, lorsque la Terre se formait, l'atmosphère était composée uniquement de gaz comme l'hydrogène, l'azote, le dioxyde de carbone, la vapeur d'eau, le sulfure d'hydrogène, l'ammoniac et le méthane. Il n'y avait pas d'oxygène dans l'atmosphère. Les premiers organismes vivants ont évolué il y a environ 3,5 milliards d'années, et ils ne dépendaient pas de l'oxygène pour leur production d'énergie. Plus tard, des organismes photosynthétiques ont évolué et ont commencé à libérer de l'oxygène dans l'atmosphère en tant que sous-produit de la photosynthèse. En raison de l'augmentation de l'oxygène dans l'atmosphère, les organismes se sont adaptés pour utiliser l'oxygène.