Биосфера как носитель жизни возникла с появлением живых существ в результате эволюционного развития планеты.
Учение о биосфере создано В.И.Вернадским, который является основоположником метода определения возраста Земли по периоду полураспада радиоактивных элементов. Он впервые раскрыл огромную роль растений и микроорганизмов в перемещении химических элементов земной коры.
Биосфера имеет определенные границы. Верхняя граница биосферы находится на высоте 15—20 км от поверхности Земли. Она проходит в стратосфере. Основная масса живых организмов находится в нижней воздушной оболочке — тропосфере. Наиболее населена самая нижняя часть тропосферы, до 70 м.
Нижняя граница жизни проходит по литосфере на глубине до 3 км. Жизнь сосредоточена в основном в верхней части литосферы — в почве и на ее поверхности. Водная оболочка планеты (гидросфера) занимает до 71% ее поверхности.
В разных частях биосферы плотность жизни не одинакова. Наибольшее количество организмов у поверхности литосферы и гидросферы. Содержание биомассы изменяется по зонам. Максимальную плотность имеют тропические леса, незначительную — льды Арктики и высокогорные области. Растительные и животные организмы, находясь во взаимосвязи с неорганической средой, включаются в непрерывно происходящий круговорот веществ и энергии.
При разложении растений и животных азот выделяется в виде аммиака. Нитрифицирующие бактерии превращают аммиак в соли азотистой и азотной кислот, которые усваиваются растениями. Некоторые азотфиксирующие бактерии способны усваивать атмосферный азот
При разрушении горных пород освобождаются фосфаты, которые также вовлекаются в круговорот веществ. Вместе с остатками отмерших организмов фосфаты погружаются на дно. Одна часть из них используется, а другая теряется в глубинных отложениях.
Углерод включается в круговорот благодаря деятельности бактерий, разрушающих мертвые остатки растений и животных. В результате круговорота веществ в биосфере происходит непрерывная биогенная миграция элементов.
Большим разнообразием органических соединений характеризуется состав самих организмов. Благодаря живому веществу на планете образовались почвы и органоминеральное топливо.
Человек — часть биомассы, потому влияние антропогенного фактора в биосфере — огромное. Антропогенные воздействия ставят под угрозу поддержание равновесия в биосфере всех веществ.