В составе биосферы выделяют живое, биогенное, косное, биокосное, радиоактивное, космогенное вещества и рассеянные атомы элементов.
Живое вещество представлено совокупностью всех организмов, существующих в данный момент на нашей планете. Организмы прошлых геологических эпох составляют палеобиосферы, которые представлены в современной нам биосфере в виде биогенного и биокосного вещества. Биогенное вещество образовано соединениями и полезными ископаемыми (известняк, нефть, газ, уголь, торф), созданными организмами палеобиосфер, а косное вещество (горные породы, минералы) – процессами, в которых живые тела природы не участвовали. Сложное происхождение в биосфере имеет биокосное вещество (почва, грунт водоёмов), образованное одновременно организмами и абиогенными процессами. Радиоактивное вещество биосферы составляют радиоактивные руды и конечные продукты их распада. Космогенное вещество представлено метеоритами и космической пылью, непрерывно выпадающими на Землю из космоса. Кроме того, в биосфере есть рассеянные атомы элементов (С, Н, О, N, Р, S, Fe, Mg, Mn, Си, Zn, Са, Na, К и др.).
Самым активным компонентом биосферы является её живое вещество. Его биомасса для современного нам геологического периода (антропогена) представляет постоянную величину, составляющую в сухом весе 2,4 • 1012 т. Если живое вещество распределить по поверхности нашей планеты равномерно, то оно покроет её слоем толщиной в 2 см. На самом деле живое вещество распределено в биосфере Земли крайне неравномерно – наибольшая его концентрация наблюдается в так называемых «плёнках жизни»: в почве и на её поверхности, в верхних слоях Мирового океана, приземном слое воздуха и т. п.