19 ғасырдың бас кезінде «биосфера» түсінігін ғылымға ұлы француз табиғат зерттеушісі Ж.Б.Ламарк (1744-1829) енгізген. Жүз жылдан астам уақыт бұрын, 1875 жылы австриялық геолог Эдуард Зюсс өзінің «Альпі тауларының шығу тарихы туралы» кітабының соңғы тарауында жер шарының әртүрлі қабаттары жайында баяндаған кезде, осы терминді алғаш рет қолданған болатын. Бірақ бұл үстіртін айтылған сөз ғылыми ойдың дамуында айтарлықтай роль атқара алған жоқ.
Биосфера туралы ілімнің қазіргі авторы В.И.Вернадский (1863-1945) «биосфера» терминін 1911 жылы қолдана бастағанымен, оған алғаш рет 1923 жылы «Биосфера- планетадағы тірі заттардың таралған аймағы-жердің «ерекше тіршілік қабығы» деп анықтама берді. Биосфера ретінде Вернадский жер қыртысының бүкіл геологиялық тарихы бойында тірі организмдердің әсеріне ұшыраған барлық қабаттарын түсінді.
Негізгі сапалары - массасының жиынтығы, химиялық құрамы мен энергиясын қарастыра отырып, планетадағы организмдердің бүкіл жиынтығын В.И. Вернадский «тірі заттар» деп атады. Вернадскийдің констант (тұрақтылық) заңы былай айтылады:
Биосфераның тірі затының мөлшері –тұрақты шама.
Тірі заттардың жалпы салмағы 1,8-2,5 х 1012т, ал бұл биосфера массасының аз ғана бөлігін (3х1018т) құрайды. Егер біздің планетамыздың бетіне тірі заттарды біркелкі орналастырсақ, онда ол оның қабатын тек 2 см қалыңдықта жабады.
Жердің көркін, мәнін түзетін негізгі факторлар- тіршілік болып табылады. Оның ерекшелігі тек ғана химиялық реакцияларды тездетуде емес, организмнен тыс кейбір реакциялар қалыпты температура мен қысымда мүлдем жүрмейді. Л.С.Бергтің айтуынша: «Организмдер физикалық көзқарастар тұрғысынан мүмкін емес процестерді жүзеге асырады». Мысалы, көмірсулар мен майлар организмде 37 °C шамасында, ал организмнен тыста – 400 – 500 °C температурада тотығады. Өнеркәсіпте молекулалық азоттан аммиактың синтезі 500°C температурада және 300-500 атмосфералық қысым жағдайында жүзеге асады. Ал микроорганизмдер бұл реакцияны қалыпты температура мен атмосфералық қысымда жеңіл түрде жүзеге асырады.
Жер планета ретінде табиғи жағдайлардың әртүрлілігімен сипатталады. Бұлар оның шар тәрізді пішіні мен өз осімен және Күнді айнала қозғалысымен анықталады, өз кезегінде бұлар Күннің белсенділігінің түсу қарқынының маусымдық немесе белдеулік өзгерістерін қамтамасыз етеді. Табиғи жағдайлардың алуан түрлілілігі сонымен қатар Жердің қыртысымен де анықталады. Бірақ Жерде биосфераның негізгі алуантүрлілігін тірі организмдер жасайды. Қазіргі биосферада тірі организдердің 2 млн-ға жуық түрлері бар деп есептелген.
Динамикалық жүйе ретінде биосфераның ерекшелігі- күн энергиясының ағыны және тірі заттардың жұмысы салдарынан — оның біркелкі еместігі.
Биосфераның тағы бір ерекшелігі- оның "сулылыгы". Француз биологы Р.Дюбуаның тіршілікке "жанды су" деп берген анықтамасы В.И.Вернадскийге өте қатты ұнаған.
Биосфераның ерекшеліктерінің бірі- оның космоспен үздіксіз байланысы. Оны алғаш рет өткен ғасырда байқаған. Мысалы, 1825 жылы швейцар астрономы Рудольф Вольт Жердің магнетизмінің Күн бетінде дақ түзілу ырғағымен байланыстылығын есептеген. Бірақ гелиобиологияның туған мерзімі Москва архитектуралық институтында "Жер биосферасына Күннің периодты әсері" деген баяндама оқылған уақыттан бастап, яғни 1915 жыл болып саналады.