Les Anciens croyaient que l'air était, avec l'eau, le feu et la terre, l'un des éléments fondamentaux de la nature. En 1774, Joseph Priestley découvre l'existence de l'oxygène et, en 1777, Lavoisier fait la première analyse de l'air. À la fin du XIX^e s., sir William Ramsay, frappé par la différence de densité entre l'azote extrait d'un composé azoté et l'azote atmosphérique obtenu par enlèvement de l'oxygène de l'air, met en évidence l'existence des gaz rares.

Les caractéristiques de l'air.

Quand il est pur, l'air est un mélange de gaz, d'une composition constante : il contient environ 21 % en volume d'oxygène pour 78 % d'azote. Il renferme en outre de l'argon (environ 1 %) et des traces d'autres gaz rares (néon, krypton, xénon, hélium). Sa pesanteur, découverte par Galilée (un litre d'air pur a une masse de 1,293 g), explique l'existence de la pression atmosphérique, mise en évidence par Torricelli en 1643. Incolore sous une faible épaisseur, l'air apparaît bleu dans le ciel, par suite de la diffusion de la lumière solaire sur ses molécules. L'air atmosphérique est chargé, dans des proportions variables, de vapeur d'eau, dont la mesure est l'objet de l'hygrométrie, et de gaz carbonique (CO₂) ; ce dernier est un paramètre important qui régule la température moyenne de l'atmosphère terrestre. Enfin, l'air tient en suspension une multitude de poussières diverses, minérales et organiques, parmi lesquelles on trouve des germes organisés (microbes).

L'air liquide.

Considéré longtemps comme un gaz permanent, l'air a été liquéfié en 1877 par Louis Cailletet et par Raoul Pictet. À l'état liquide, il a une couleur bleuâtre et la densité de l'eau. Il sert à la préparation, par distillation, de l'oxygène, de l'azote et des gaz rares. L'emploi de l'air à l'état liquide permet d'étudier les propriétés de certains corps à basse température, de réaliser la trempe forte de l'acier et de produire du vide par le charbon poreux.