空气是多种气体的混和物。它的恒定组成部分为氧、氮和氩、氖、氦、氪、氙等稀有气体；可变组成部分为二氧化碳和水蒸气，它们在空气中的含量随地球上的位置和温度在很小限度的范围内会微有变动；至于空气的不定组成部分，则随不同地区而有不同，例如靠近冶金工厂的地方会含有二氧化硫，靠近氯碱工厂的地方会含有氯……此外，空气中还含有极微的氢、臭氧、氧化二氮、甲烷以及或多或少的灰尘。
实验证明，空气中恒定组成部分的含量百分比，在离地面100千米高度以内几乎是不变的。
空气组成中以氮的含量为最高。这是有它的好处的。如果空气中含氮量少，氧的浓度必然就大，对于其他物质所起的氧化作用必然就强，这对人类生活(如呼吸、燃烧等)也就必然带来许多害处。所以氮在空气中有冲淡氧的功用，故名为氮(旧名“淡气”)。
空气作为工业用氮的来源是取不尽、用不完的。空气通过一定装置进行压缩，再利用压缩空气自由膨胀，如此反复进行来降低温度，可以把空气由气态变为液态(叫液态空气)，贮在钢瓶里，供工业上应用。液态空气气化时，由于氮的沸点(-195.8℃)低于氧的沸点(-182.96℃)，所以先变成气体而逸出。氮亦可以用钢瓶贮盛备用。
由于氮在常温下不活泼，在科学实验和工业生产上常用它作保护气体，以防止易被氧化的物质暴露在空气中，被氧所氧化。电灯泡里充以氮气，能保护金属灯丝(如钨丝)不受氧化而延长它的寿命。工业上制氨和硝酸等重要化工产品，都要用空气中的氮作原料。这种把空气中游离的氮制成含氮的有用化合物，在化学上叫做“氮的固定”。
在自然界中有些植物(如豆科植物)的根瘤上生活着一些固氮细菌，能够在常温、常压下把空气中的氮转化成氮的化合物，提供作物生长的肥料。现在化学家们正在用人工方法进行这种“模拟生物固氮”的工作，并已取得了一定的进展。