Biosfera se definira ili kao “mjesto na zemljinoj površini gdje živi život” (izvorna definicija Edwarda Suessa iz 1875.) ili, u užem smislu, samo kao organizmi. Ukupna globalna biomasa iznosi najmanje tri bilijuna tona, vjerojatno i više. Globalna ukupna nadzemna drvenasta biomasa iznosi približno 422 milijarde tona.
Ljudska biomasa iznosi oko 500 milijuna tona, nešto manje od antarktičkog krila, a biomasa proizvedena za ljudsku upotrebu premašuje tri bilijuna tona. Procjenjuje se da je bakterijska biomasa slična onoj u biljkama. Ova mjerenja komplicira to što različiti istraživači mogu objaviti brojke o “sušenoj biomasi”, izostavljajući težinu vode, bez eksplicitnog spominjanja. Općenito, količine su veće u blizini ekvatora i niže u blizini polova.
Od prije najmanje 2.7 milijardi godina, tijekom takozvane kisikove katastrofe, biosfera je usko povezana s hidrosferom (oceani), litosferom (kora) i atmosferom (zrak) planeta. Katastrofa kisika dogodila se oko 300 milijuna godina nakon što su evoluirali fotosintetski mikrobi – preci današnjih cijanobakterija.
Kisik je nusprodukt fotosinteze, a ogromne količine oslobađane su kako su se fotosintetski organizmi širili po površini Zemlje. Zemljina atmosfera ugljičnog dioksida i dušika progresivno su se pretvarala u atmosferu kisika/dušika, što je veći dio slobodnog ugljičnog dioksida otopljen u oceanima, taloživši se kao vapnenac, a cijanobakterije su ga pretvorile u kisik. Mnogi anaerobni organizmi koji su živjeli u to vrijeme su zbog toga izumrli, zbog čega se događaj naziva “katastrofa”.
Biosfera se prvenstveno sastoji od proizvođača kao što su alge, biljke i fotosintetske bakterije. Potrošači, poput životinja koje se hrane biljkama i gljiva, čine manjinu, dok grabežljivci čine najmanje od svih. U neobičnoj iznimci, međutim, 99% kopnene biomase kralježnjaka čine ljudi, njihovi kućni ljubimci i životinje koje se hrane. Biomasa morskih kralježnjaka to znatno premašuje.
Gotovo, ako ne i svaki kvadratni metar planeta dio je biosfere. Osim na trećini Zemljine površine koja je pokrivena pustinjom, ledenim omotačem ili visokim planinama, biljke rastu praktički posvuda, a gdje ima biljnog svijeta, ima i životinjskog svijeta. Život također ima u izobilju u oceanima, gdje prvenstveno živi u fotičkoj zoni, gdje svjetlost dopire, na vrh 656 stopa (200 m). Međutim, život se proteže čak i do najdubljih oceanskih rovova, gdje su opažene ribe i školjke.
Ako su uključene i bakterije, biosfera je uistinu opsežna. Napredak u otkrivanju mikroba i dubokom bušenju otkrio je bakterije najmanje 5.6 milja (9 km) ispod površine, dok su atmosferski baloni pronašli bakterije u zraku na visinama od 3.7 milja (6 km). Život je vjerojatno kolonizirao svaki kutak i rupu ovog planeta prije milijardi godina.