除了人类之外，可能对全球环境影响最大的莫过于植物和那些不起眼的藻类了。如今大气层中的氧气含量很高，达到了 20.94%，而二氧化碳含量却极低，仅占 0.03%。地球最初的大气层却完全不同于现在。当时地球大气层的主要成分是氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨等，与太阳系其他行星的大气层以及地球火山喷发出的气体成分更为相近。这种大气对今天的动物来说是有毒的，但却适合某些细菌和蓝藻的生长和繁殖。蓝藻体内含有叶绿素，可以吸收大气中的二氧化碳，在阳光的参与下进行光合作用，从而制造有机物并释放氧气。蓝藻个体很小，只有用显微镜才能看到，但它们繁殖得很快，即 1 个变 2 个、2 个变 4 个、4 个变 8 个，20 分钟就能繁殖一代，因此其数量相当惊人。蓝藻（以及后来的藻类）释放的氧气使大气层中的氧气逐渐增加。氧气与一氧化碳结合形成二氧化碳，从而使大气层中的一氧化碳逐渐减少；氧气还可以与氢气结合形成水，从而逐渐增加地球上的水量；氧气与甲烷结合形成二氧化碳和水，与氨结合形成氮气和水。由于氧气消耗量很大，因此在地球早期大气层中氧气的增加比较缓慢，到 30 亿年前还只有现在地球游离氧水平的 0.1%，20 亿年前这个数字才增加到 1%，10 亿年前则增加到 10%。相反，大气层中的氢气、一氧化碳、氨、甲烷却不断减少，从而大气层的成分越来越接近现在的水平。
氧气的增加，使得高空形成了臭氧层。当大气层中氧的含量达到现在大气层中氧含量的 1% 时，氧气就可以出现在 10～50 千米的高空大气层中，特别是在离地表 25 千米的高空。这些高空中的游离氧在太阳高能粒子流和宇宙线等的作用下形成臭氧层。臭氧层对太阳紫外线、宇宙线等都会起屏障作用，从而保护地面的生物免受其害。臭氧层的出现，使海洋中的大量藻类可以升到海洋表面繁殖和生长，从而释放更多的氧气。
早期地球缺乏氧气，火山活动却释放出大量毒气。植物和微生物会改变海水的成分。在 19 亿年前，海水中溶有大量二价铁，当海水中的氧含量大增时，这些铁就被氧化为不溶于水的三价铁，因此这时许多地方海水沉积物中的砂岩因含有少量氧化铁而呈红色。当氧化铁的含量更高时，就会形成巨大的沉积铁矿，如中国东北就形成了巨大的鞍山铁矿。在澳大利亚、巴西也有这时期形成的大铁矿。氧含量的增加也使水中的二氧化碳含量升高，使海水含有较高的碳酸氢根，从而使其中的碳酸镁、碳酸钙能够沉淀下来，最终形成大量的白云岩。在 26 亿至 5.4 亿年前的海水中也含有较多的可溶性磷元素，它们在海水微生物的作用下形成了巨大的不溶于水的沉积磷矿，如中国贵州和湖北都发现了巨大的沉积磷矿。
植物还使大地披上了绿装，从而改善了气候环境。地球陆地面积在 4.43 亿年前的志留纪时期迅速增加。但当时的陆地光秃秃的，什么植物也没有，更不可能有动物。到了 4.3 亿年前的早志留世晚期，原始的裸蕨类（有假根、茎，根和叶尚未分化出来）植物开始出现。植物開始上岸，並逐漸占領陸地，接著動物也開始向陸地發展，使得陸地變得越來越繁茂。特別是在石炭紀，由于气候湿润，大部分陆地都被森林覆盖，成为地质史上植物覆盖最广、氧气含量最高的时期。从中可以看出，植物對全球環境的影响是多么巨大。