Zonder de beschermende laag gassen waaruit de atmosfeer van de aarde bestaat, zouden de barre omstandigheden van het zonnestelsel de planeet een dorre, levenloze schil maken zoals de maan. De atmosfeer van de aarde beschermt en onderhoudt de bewoners van de planeet door warmte te bieden en schadelijke zonnestralen te absorberen. Naast het bevatten van de zuurstof en kooldioxide, die levende wezens nodig hebben om te overleven, vangt de atmosfeer de energie van de zon op en voorkomt veel van de gevaren van de ruimte.
Temperatuur

Een van de belangrijkste voordelen de atmosfeer zorgt voor het handhaven van de temperatuur van de aarde. Op de maan, die geen beschermende atmosfeer heeft, kunnen temperaturen variëren van 121 graden Celsius in de zon (250 graden Fahrenheit) tot negatief 157 graden Celsius in de schaduw (negatief 250 graden Fahrenheit). Op aarde absorberen moleculen in de atmosfeer echter de energie van de zon als deze aankomt, die die warmte over de planeet verspreidt. De moleculen vangen ook gereflecteerde energie van het oppervlak op, waardoor de nachtzijde van de planeet niet te koud wordt.
Straling

De atmosfeer dient als een beschermend schild tegen straling en kosmische stralen. De zon bombardeert het zonnestelsel met ultraviolette straling, en zonder bescherming, die straling kan ernstige schade aan huid en ogen veroorzaken. De ozonlaag hoog in de atmosfeer van de aarde blokkeert veel van deze straling om het oppervlak te bereiken. Dichte lagen moleculaire gassen absorberen ook kosmische stralen, gammastralen en röntgenstralen, waardoor wordt voorkomen dat deze energetische deeltjes levende wezens raken en mutaties en andere genetische schade veroorzaken. Zelfs tijdens een zonnevlam, die de schadelijke output van de zon sterk kan verhogen, kan de atmosfeer de meeste schadelijke effecten blokkeren.
Fysieke bescherming

Het zonnestelsel lijkt misschien een enorm en leeg plaats, maar in werkelijkheid zit het vol met puin en kleine deeltjes die overblijven van planetaire creatie of botsingen in de asteroïdengordel. Volgens NASA treft elke dag meer dan 100 ton ruimtepuin de aarde, meestal in de vorm van stof en kleine deeltjes. Wanneer ze echter de moleculen tegenkomen die de atmosfeer van de aarde vormen, vernietigt de resulterende wrijving ze lang voordat ze de grond bereiken. Zelfs grotere meteoren kunnen uiteenvallen als gevolg van de stress van het opnieuw binnenkomen van de atmosfeer, waardoor catastrofale meteooraanvallen een ongelooflijk zeldzame gebeurtenis worden. Zonder de fysieke bescherming van de atmosfeer zou het oppervlak van de aarde lijken op dat van de maan, uitgerust met inslagkraters.
Weer en water

De atmosfeer dient ook een belangrijk doel als medium voor de beweging van water. Damp verdampt uit oceanen, condenseert terwijl het afkoelt en valt als regen, waardoor levengevende vocht wordt verstrekt aan anders droge gebieden van de continenten. Volgens de US Geological Survey bevat de atmosfeer van de aarde op elk willekeurig moment ongeveer 12.900 kubieke kilometer (3.100 kubieke mijl) water. Zonder een atmosfeer zou het eenvoudig wegkoken in de ruimte, of bevroren blijven in zakken onder het oppervlak van de planeet.