物理性質
空氣無色無味，氣态。
在0℃及一個标準大氣壓下（1.013×10^5 Pa）空氣密度為1.293g/L 。把氣體在0℃和一個标準大氣壓下的狀态稱為标準狀态，空氣在标準狀态下可視為理想氣體，其摩爾體積為22.4L/ mol。
空氣的比熱容與溫度有關，溫度為250K時,空氣的定壓比熱容cp=1.003kJ/(kg*K).，300K時,空氣的定壓比熱容cp=1.005kJ/(kg*K)
空氣的相對分子質量是29。
常溫下的空氣是無色無味的氣體，液态空氣則是一種易流動的淺黃色液體。一般當空氣被液化時二氧化碳已經清除掉，因而液态空氣的組成是20.95%氧，78.12%氮和0.93%氩，其它組分含量甚微，可以略而不計。
在标準狀态下空氣的聲速為331.5m/s。
幹燥空氣的摩爾質量為28.9634g/mol。
在标準狀态下空氣對可見光的折射率約為1.00029。它随氣壓、氣溫和空氣成分變化。尤其濕度對于折射率的影響比較大，相應地光速在空氣中也随之改變。
比熱容：
= 1.005 kJ/(kg K) = 0.279 kWh/(Tonne K)（等壓過程）
= 0.718 kJ/(kg K) = 0.199 kWh/(Tonne K)（等容過程）
不含水蒸氣的空氣被稱為幹空氣。幹空氣的氣體常數為2.8704*10**6erg g**(-1) K**(-1)，平均分子量=28.966g mol**(-1) ，定壓比熱=7R/2=0.240 cal g**(-1) K**(-1)，幹空氣定容比熱=5R/2=0.171 cal g**(-1) K**(-1)。
組成成分
體積含量
氮氣：78.09%
氧氣：20.95%
稀有氣體：0.932%
二氧化碳：0.03%
水和雜質：0.03%
空氣是多種氣體的混合物。它的恒定組成部分為氧氣、氮氣、氩氣和氖氣等稀有氣體，可變組成部分為二氧化碳和水蒸氣，它們在空氣中的含量随地理位置和溫度不同在很小限度的範圍内會微有變動。至于空氣中的不定組成部分，則随不同地區變化而有不同，例如，靠近冶金工廠的地方會含有二氧化硫，靠近氯堿工廠的地方會含有氯等等。此外空氣中還有微量的氫氣、臭氧、氧化二氮、甲烷以及或多或少的塵埃。
實驗證明，空氣中恒定組成部分的含量百分比，在離地面100km高度以内幾乎是不變的。以體積含量計，氧約占20.95%，氮約占78.09%，稀有氣體約占0.932%。
一般說來，空氣的成分是比較固定的。這對于人類和其它動植物的生存是非常重要的。但随着現代化工業的發展，排放到空氣中的有害氣體和煙塵，改變了空氣的成分，造成了對空氣的污染。被污染了的空氣會嚴重地損害人體的健康，影響作物的生長，造成對自然資源以及建築物等的破壞。
排放到空氣中的有害物質，大緻可分為粉塵和氣體兩大類。從世界範圍看，排放到空氣中的氣體污染物較多的是二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。這些氣體主要來自礦物燃料（煤和石油）的燃燒和工廠的廢氣。
分層
空氣包裹在地球的外面，厚度達到數千千米。這一層厚厚的空氣被稱為大氣層。大氣層分為幾個不同的層，這幾個氣層其實是相互融合在一起的。生活在最下面的一層（即對流層）中。在同溫層，空氣要稀薄的多，這裡有一種叫做“臭氧”（氧氣的一種）的氣體，它可以吸收太陽光中有害的紫外線。同溫層的上面是電離層，這裡有一層被稱為離子的帶電微粒。電離層的作用非常重要，它可以将無線電波反射到世界各地。若不考慮水蒸氣、二氧化碳和各種碳氫化合物，則地面至100km高度的空氣平均組成保持恒定值。在25km高空臭氧的含量有所增加。在更高的高空，空氣的組成随高度而變，且明顯地同每天的時間及太陽活動有關。
發現史
200多年前法國科學家拉瓦錫（Lavoisier，1743～1794）用定量試驗的方法測定了空氣成分。
他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HgO，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，且氧氣體積恰好等于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，拉瓦錫得出了空氣用氧氣和氮氣組成，氧氣占其中的1/5。
19世紀前，人們認為空氣中僅有氮氣(N2)與氧氣(O2)。直到1892年，英國物理學家雷利發現從空氣中分離氧氣後得到“氮氣”的密度（1.2572g/L）與分解含氮物質所得的氮氣密度（1.2505g/L）之間總是存在着微小的差異。雷利沒有放過這一個微小的差異，他後來與英國化學家拉姆塞（William Ramsay 1852一1916）合作，終于發現空氣中還存在着一種化學性質不活潑的“惰性”氣體---氩氣（Ar）。在接下來的幾年中，拉姆塞等人又陸續發現了氦氣（He），氖氣(Ne)，氙氣(Xe)氪氣（Kr）這六種稀有氣體。
人們已能精确測量空氣成分。
質量等級
假如沒有空氣，地球上将是一片荒蕪的沙漠，沒有一絲生機。綠色植物利用空氣中的二氧化碳以及陽光和水合成營養物質，在此過程中，氧氣被釋放出來，人類和其他動物呼吸空氣來獲取氧氣，動物還需要氧氣從攝入的食物中獲取能量。
工業的發展，向空氣排放了有害物質，污染了空氣，使空氣裡增加了有害成分。當空氣裡的有害物質達到一定濃度後，就會嚴重地損害人類的健康和農作物的生長，破壞了某些物質，又會使人的能見度降低，影響交通安全等等。因此，必須大力防止空氣的污染。
排放到空氣裡的有害物質，可以分為以下幾類：粉塵類（如炭粒等），金屬塵類（如鐵、鋁等），濕霧類（如油霧、酸霧等），有害氣體類（如一氧化碳、硫化氫、氮的氧化物等）。從世界範圍來看，排放量較多、危害較大的有害氣體是二氧化硫和一氧化碳。二氧化硫是煤、石油在燃燒中産生的。一氧化碳主要是汽車開動時排出的。從全球估計，一氧化碳的排出量超過二氧化硫的排出量。
根據國家環保局統一規定，中國空氣質量分為5級。它是将一系列複雜的空氣監測數據，按一定方法處理後，算出其空氣污染指數具體是多少，然後再确定其空氣質量等級。
其具體标準如下：當空氣污染指數達0—50時為1級；51—100時為2級；101—200時為3級；201—300時為4級；300以上時為5級。其中3級屬于輕度污染，4級屬于中度污染，5級則屬于重度污染了。
2012年2月，國務院同意發布新修訂的《環境空氣質量标準》增加了PM2.5監測指标。PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。PM2.5指标表示每立方米空氣中這種顆粒的含量，這個值越高，就代表空氣污染越嚴重。
相對濕度
通常用于表示濕度的高低，以 %RH 為單位。它反映空氣接近飽和 狀态的能力。濕度越大，表示空氣越接近飽和狀态。相反濕度越小，空氣越幹燥。
作用
由于地球有強大的吸引力，使百分之八十的空氣集中在離地面平均為十五公裡的範圍裡。這一空氣層對人類生活、生産活動影響很大。人們通常所說的大氣污染指的是這一範圍内的空氣污染。
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；臭氧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。
