地球的周圍聚集了厚厚的一層空氣，它既看不見又摸不著，就像地球的“外衣”一樣保護著地球。空氣也是包括人類在內的所有生物生存的基礎。然而，直到18世紀，人類才開始對空氣的成分有了真正的認識。
17世紀中葉以前，人們對空氣和氣體的認識還是模糊的，如今，我們已經知道空氣主要由氧氣和氮氣組成，這兩種成分佔空氣總量的99%，而其餘的1%的成分為水蒸氣、二氧化碳及稀有氣體等。然而在當時，歐洲流行著一種存在嚴重錯誤的“燃素說”，認為物質在燃燒時，可燃的要素是一種氣態的物質，存在於一切可燃物質中。
1772年，丹尼爾·盧瑟福在密閉容器中燃燒磷。除去空氣中可助燃和可供動物呼吸的氣體，他對剩下的氣體進行了研究，發現有一種氣體既不能被鹼液吸收，又不能維持生命，並且具有可以滅火的性質，因此他把這種氣體叫做“濁氣”或“毒氣”。同年，英國化學家普里斯特利也瞭解到木炭在密閉於水上的空氣中燃燒時，能使1/5的空氣變為“碳酸氣”。這種氣體用石灰水吸收後，剩下的那部分氣體，不助燃也不助呼吸。其實，盧瑟福和普里斯特利已經發現了氧氣和氮氣，但是因為受到“燃素說”的束縛，他們認為自己發現的是“脫燃素空氣”。
後來，法國著名化學家拉瓦錫也做了許多關於燃燒的實驗，像磷、硫、木炭的燃燒，有機物質的燃燒，錫、鉛、鐵的燃燒等。經過這些實驗，他終於得出了這樣的結論：空氣由兩種氣體組成，一種是能夠幫助燃燒的，稱為“氧氣”；另一種是不能幫助燃燒的，他稱之為“窒息空氣”，即“氮氣”。儘管拉瓦錫明確地揭示了空氣的成分，但是，在很長的一段時間裡，很多人依然抱著“燃素說”不放。直到18世紀末，拉瓦錫的學說才被化學界普遍承認，“燃素說”終於被推翻了。
一百多年後，英國物理學家瑞利和英國化學家拉姆賽合作研究大氣中各種氣體的密度。他們發現，空氣中除了氮氣和氧氣外，還有少許殘留氣體存在。拉姆賽意識到這種殘留氣體中可能隱藏著另一族的化學元素，為此，他和瑞利進行了不懈的研究。他們終於發現了空氣裡的一種稀有氣體元素，並把這種氣體命名為“氬”，這是第一個被發現的稀有氣體。此後，拉姆賽又陸續發現了氦、氖、氪和氙這幾種稀有氣體。1910年，拉姆賽又與格萊一起，經過反覆探索，終於找到了具有放射性的，也是惰性最強的一種氣體元素——氡。拉姆賽因在稀有氣體研究方面的傑出貢獻，被譽為“稀有氣體之父”。
今天，我們已經知道，空氣的主要成分是氮氣和氧氣，還有極少量的氦、氖、氬、氪、氙、氡等稀有氣體和水蒸氣、二氧化碳以及其他物質等。但是，空氣成分的探究過程卻歷經了二百多年，為此，我們應該記住丹尼爾·盧瑟福、拉瓦錫和拉姆賽等人為這一領域的研究作出的歷史性貢獻。
