El oxígeno no siempre formó parte de nuestra atmósfera y su presencia actual es resultado de un proceso químico y biológico que tomó millones de años. Aunque hoy se sabe que el aire contiene aproximadamente un 20,9% de oxígeno, esta cifra no es simple ni estática: durante la historia geológica de la Tierra, la concentración de oxígeno ha variado considerablemente, oscilando entre el 15% y el 30% en distintas eras.

En los planetas vecinos como Marte y Venus, no existe oxígeno libre; en cambio, sólo se encuentra combinado en minerales, debido a que la radiación solar destruye esta molécula. La atmósfera terrestre primitiva tenía poco o nada de oxígeno libre y su aparición está ligada estrechamente a las primeras formas de vida unicelular. Estas criaturas descubrieron la capacidad de descomponer el agua usando la luz solar y moléculas semejantes a la clorofila, dando origen a la fotosíntesis como un proceso estable después de millones de pruebas azarosas.

Durante más de mil quinientos millones de años, la fotosíntesis permitió la producción gradual de oxígeno como un residuo metabólico sin utilidad para estas primeras formas de vida. Inicialmente, el oxígeno liberado se combinó con el hierro disuelto en los océanos, formando depósitos de óxido. Cuando el hierro agotó su capacidad para retener oxígeno, este gas comenzó a acumularse en la atmósfera, creando la capa de ozono que protegió a futuras especies de la radiación ultravioleta. Este evento marcó un punto de inflexión que posibilitó la evolución de formas de vida más complejas y la diversificación biológica que observamos hoy.

En distintos momentos, especialmente hace unos 300 millones de años, la concentración de oxígeno alcanzó niveles mayores al 30%, lo que pudo favorecer el tamaño gigantesco de insectos y anfibios prehistóricos. Así, este gas que inicialmente fue un subproducto azaroso se convirtió en un agente fundamental para el desarrollo de la vida terrestre.

Por otro lado, la comprensión científica del oxígeno también atravesó etapas complejas. Hasta el siglo XVIII, el aire se consideraba un elemento simple e indivisible junto al agua, fuego y tierra. Fue Joseph Priestley quien, en un experimento realizado en 1774, aisló un «nuevo aire», identificando así el oxígeno como un componente distinto y esencial del aire.