無機物質是世界的本原和起點，在地球上還沒有產生生命和人類的時候，無機物質就已經存在了。例如，地球上的陽光、空氣、水、大地、山川、土壤、海洋等宏觀物體，各種化學元素和微觀世界的原子、電子、基本粒子以及誇克等等。它們都是無生命的客觀存在，都是在產生生命以前就存在的，都遵循機械的、物理的和化學的運動規律。生物界就是在無機自然界的基礎上產生的，生命體都具有無機物質的基礎性，而人類是在無機物質和生命基礎上發展起來的最高級生命。原生生物和植物直接依賴無機自然界而生存，動物直接依賴於植物而生存，人類不僅依賴於無機自然界，而且依賴於生物界才能生存。
空氣是地球上的動植物生存的必要條件，動物呼吸、植物光合作用都離不開空氣。大氣層可以使地球上的溫度保持相對穩定，如果沒有大氣層，白天溫度會很高，而夜間溫度會很低。大氣層可以吸收來自太陽的紫外線，保護地球上的生物免受傷害。大氣層可以阻止來自太空的高能粒子過多地進入地球，阻止隕石撞擊地球，因為隕石與大氣摩擦時既可以減速又可以燃燒。風、雲、雨、雪的形成都離不開大氣。聲音的傳播也要利用空氣。降落傘、減速傘和飛機也都利用了空氣的作用力。一些機器要利用壓縮空氣進行工作等。
空氣是人們賴以生存的必要因素。可是，空氣是什麼？它是由什麼組成的呢？
在遠古時代，空氣曾被人們認為是簡單的物質，直到1669年梅猷根據蠟燭燃燒的實驗，推斷空氣的組成是複雜的。德國的史達爾約在1700年提出了一個普遍的化學理論，就是“燃素學說”。他認為有一種看不見的所謂的燃素，存在於可燃物質內。例如蠟燭燃燒，燃燒時燃素逸去，蠟燭縮小下塌而化為灰燼，他認為，燃燒失去燃素現象，即：蠟燭-燃素=灰燼。然而燃素學說終究不能解釋自然界變化中的一些現象，它存在著嚴重的矛盾。第一是沒有人見過“燃素”的存在；第二，金屬燃燒後質量增加，那麼“燃素”就必然有負的質量，這是不可思議的。
1771年，在瑞典的一個藥房裏，藥劑師卡爾·杜勒做了一個有趣的實驗。他從水裏夾出了一塊兒橡皮似的黃磷，扔進一個空瓶子。黃磷是個脾氣暴躁的家夥，它憑空也會“發火”——在空氣中會自燃。杜勒把黃磷扔進空瓶子之後，立即用玻璃片蓋上瓶口，黃磷燃燒起來了，射出白得炫目的光芒，瓶裏彌漫著白色的濃煙。因為杜勒把瓶子蓋死了，所以，黃磷雖然在一開始燒得挺猛烈，但是沒一會兒就熄滅了。當杜勒把瓶子倒放到水裏，移開玻璃片時，水就會自動跑上來，而且總是跑進約1/5的地方。杜勒感到很奇怪，他想：瓶裏剩下來的氣體是什麼呢？當他再把黃磷放進時，黃磷不再“發火”啦。他小心翼翼地把一隻小老鼠放進瓶子裏，隻見它拚命地掙紮，不一會兒就死掉了。這件事引起了法國化學家拉瓦錫的注意。1774年，拉瓦錫提出燃燒的氧化學說，才否定燃素學說。拉瓦錫在進行鉛、汞等金屬的燃燒實驗過程中，把少量汞放在密閉容器中加熱12天，發現部分汞變成紅色粉末，同時，空氣體積減少了1/5左右。通過對剩餘氣體的研究，他發現這部分氣體不能供給呼吸，也不助燃，他誤認為這全部是氮氣。
拉瓦錫又把加熱生成的紅色粉末收集起來，放在另一個較小的容器中再加熱，得到汞和氧氣，且氧氣體積恰好等於密閉容器中減少的空氣體積。他把得到的氧氣導入前一個容器，所得氣體和空氣性質完全相同。
通過實驗，拉瓦錫得出了空氣由氧氣和氮氣組成，氧氣占其中的1/5。他把剩下的4/5氣體叫作氮氣。氧氣能助燃，氮氣不能助燃。19世紀前，人們認為空氣中僅有氮氣與氧氣，後來陸續發現了一些稀有氣體。目前，人們已能精確測量空氣成分。根據測定，證明幹燥空氣中（按體積比例計算）：氧氣約占21%，氮氣約占78%，稀有氣體約占0.94%，二氧化碳約占0.03%，其他雜質約占0.03%。因此構成地球周圍大氣的氣體——空氣是無色，無味，主要成分是氮氣和氧氣，還有極少量的氡、氦、氖、氬、氪、氙等稀有氣體和水蒸氣、二氧化碳和塵埃等的混合物。
空氣的成分以氮氣、氧氣為主，是長期以來自然界裏各種變化所造成的。在原始的綠色植物出現以前，原始大氣是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨為主的。在綠色植物出現以後，植物在光合作用中放出的遊離氧，使原始大氣裏的一氧化碳氧化成為二氧化碳，甲烷氧化成為水蒸氣和二氧化碳，氨氧化成為水蒸氣和氮氣。以後，由於植物的光合作用持續地進行，空氣裏的二氧化碳在植物發生光合作用的過程中被吸收了大部分，並使空氣裏的氧氣越來越多，終於形成了以氮氣和氧氣為主的現代空氣。