Для биосферы характерна определённая повторяемость явлений во времени, что связано с тектоническими процессами, вулканической деятельностью и изменениями геомагнитного поля нашей планеты. Существенное влияние на организмы оказывают гравитационные и корпускулярные воздействия. Первые связаны с изменениями орбит вращения Земли и Солнца. Вторые вызваны элементарными частицами, излучаемыми звёздами и распространяемыми в космическом пространстве.
Гравитационные воздействия являются причинами климатических циклов, сменяющихся на Земле с чёткой периодичностью в 0,4; 1,2; 2,5; 3,7 млн лет. Например, 400-тысячелетний цикл, называемый «биосферными часами», вызывает крупномасштабные изменения климата на нашей планете. В прошлом это приводило к неоднократному вымиранию или эволюционному расцвету отдельных групп организмов. Учёными было установлено, что около 350 млн лет назад в результате вулканической деятельности содержание углекислого газа в атмосфере девона и карбона увеличилось; это привело к бурному расцвету на планете лесов из плаунов, хвощей и папоротников, которые затем вымерли, образовав залежи каменного угля. «Кислородная вспышка» в мезозое (около 130 млн лет назад), явившаяся следствием фотосинтетической деятельности растений палеозойских лесов, способствовала впоследствии расцвету на Земле гигантских пресмыкающихся – динозавров.
Из корпускулярных воздействий на биосферу известно влияние 11-летнего ритма солнечной активности, открытое отечественным учёным А. Л. Чижевским. В октябре 1915 г. в докладе на тему «Периодическое влияние Солнца на биосферу Земли» он, проанализировав громадный фактологический материал из истории 80 стран мира за двадцать веков и сопоставив его с астрофизическими данными о вспышках на Солнце, сделал вывод об обусловленности процессов жизнедеятельности организмов Земли периодичностью солнечной активности. Идеи А. Л. Чижевского, развитые впоследствии наукой гелиобиологией (от греч. gelios – солнце, bios – жизнь и logos – учение), ознаменовали начало новой вехи в понимании влияния космических факторов на процессы, происходящие в биосфере.