Os gases que circundam uma estrela ou planeta - chamados de atmosfera do objeto - variam de um objeto celeste para outro. Muitos planetas têm atmosferas complexas, mas as estrelas geralmente têm atmosferas simples. Tal como acontece com o sol da Terra, as atmosferas da maioria das estrelas são compostas de hidrogênio e hélio. No entanto, algumas estrelas de nêutrons com atmosferas ricas em oxigênio foram documentadas.
Mercúrio é pouco coberto por hidrogênio, oxigênio, vapor d'água e potássio, mas a maior parte de sua atmosfera foi destruída pelo sol. Em contraste, Vênus tem uma atmosfera muito densa composta principalmente de dióxido de carbono. A atmosfera da Terra é composta principalmente de nitrogênio e oxigênio, embora dióxido de carbono, argônio, néon, hélio, criptônio, hidrogênio, ozônio, néon, monóxido de carbono, amônia, óxido nitroso e iodo estejam presentes em pequenas quantidades. O vapor de água também é um componente importante da baixa atmosfera da Terra. Marte tem muito pouca atmosfera, e o que resta é composto de dióxido de carbono, nitrogênio, oxigênio, argônio, metano e vapor de água.
Determinar onde um planeta termina e sua atmosfera começa é difícil para planetas gasosos, como Júpiter e Saturno. No entanto, os cientistas normalmente colocam o limite inferior da atmosfera como o local em que a pressão é igual a 1 bar. A atmosfera de Júpiter é composta principalmente de hidrogênio e hélio, mas metano, água, amônia e sulfeto de hidrogênio estão presentes em pequenas quantidades. A atmosfera de Saturno é quase idêntica à de Júpiter, exceto que alguns dos produtos químicos na atmosfera de Saturno se combinam para formar a poluição. Urano e Netuno são semelhantes em composição a Júpiter e Saturno, sendo compostos principalmente de hidrogênio e hélio.
