D'abord soupçonnée par J. Rey, Boyle, Bayen, Scheele, etc, la constitution chimique de l'air est connue depuis les travaux de Lavoisier, et a été précisée par les expériences de Gay-Lussac et de Humboldt . Ces études ont montré que l'air est un simple mélange (et non une combinaison comme on l'avait souvent soutenu auparavant) de gaz, où dominent les molécules d'azote (78,02%, selon les mesures actuelles) et d'oxygène (environ 20,95%). D'autres gaz s'y rencontrent dans de plus faibles proportions : argon (0,93%) et dioxyde de carbone (0,03%), ainsi que du méthane, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, de l'ammoniac, de l'ozone, du dioxyde de soufre et des oxydes d'azote, à l'état de traces. Des proportions données en l'absence de vapeur d'eau, qui est également être présente, mais dans des proportions variables et très changeantes.