Подання про біосферу як загальнопланетарній оболонці, яка охоплює товщу тропосфери, гідросфери, осадових (і можливо гранітних) порід літосфери, у ході всієї геологічної історії Землі; як глобальної єдиної системи Землі, де весь основний хід геохімічних та енергетичних перетворень визначається життям, було розроблено в працях В.І. Вернадського. Вернадський вперше вказав на активну перетворюючу діяльність стародавніх і сучасних організмів у зміні вигляду нашої планети. Грандіозні масштаби цього процесу дозволили йому розвинути вчення про космічну ролі життя в геологічній історії Землі, що безсумнівно дає право вважати його засновником вчення про біосферу.
Біосферою Вернадський назвав ту область нашої планети, в якій існує або коли-небудь існувала життя і яка постійно піддається чи піддавалася впливу живих організмів.
Участь кожного окремого організму в геологічній історії Землі мізерно мало. Проте живих істот на Землі нескінченно багато, вони мають високий потенціал розмноження, активно взаємодіють із середовищем проживання і в кінцевому рахунку представляють у своїй сукупності особливий, глобальних масштабів фактор, що перетворює верхні оболонки Землі.
Значення організмів обумовлене їх великою різноманітністю, повсюдним поширенням, тривалістю існування в історії Землі, виборчим характером біохімічної діяльності і винятково високою хімічною активністю у порівнянні з іншими компонентами природи.
Біосфера, таким чином, це та область Землі, яка охоплена впливом живої речовини. З сучасних позицій біосферу розглядають як найбільш велику екосистему планети, що підтримує глобальний кругообіг речовин.
Сучасне життя поширена у верхній частині земної кори (літосфері), в нижніх шарах повітряної оболонки Землі (атмосфері) і у водному оболонці Землі (гідросфері). Для позначення сукупності всього живого на Землі разом з його безпосереднім оточенням і ресурсами введемо термін "сучасна біосфера" або "Екосфера".
Екосфера безперервної оболонкою одягає земну кулю, а її протяжність по вертикалі міняється від часток метра - в областях надзвичайно мізерною життя (арктичні та антарктичні пустелі) - до тисяч метрів. Нижня межа екосфери обмежена насамперед температурою гірських порід і підземних вод, яка поступово зростає з глибиною і на рівні 1,5 - 15 км уже перевищує 100 ° С. Тому углиб Землі живі організми проникають на невелику відстань. Найбільша глибина, на якій у породах земної кори були виявлені бактерії, становить 4 км. У нафтових родовищах на глибині 2 - 2,5 км бактерії реєструються в значній кількості. В океані життя поширена до більш значних глибин і зустрічається навіть на дні океанічних западин у 10 - 11 км від поверхні, оскільки температура там близько 0 ° С. Проте за Вернадському нижню межу біосфери слід проводити ще глибше. Поступово накопичуються в океані гігантські товщі осадових порід, походження яких пов'язане з діяльністю живих істот - це теж частина біосфери. Відповідно до динамічними процесами в земній корі осадові породи поступово втягуються в глиб її, метаморфізіруясь під дією високих температури і тиску. Метаморфічні породи земної кори, що відбуваються з осадових, в кінцевому підсумку також похідні життя.
Верхня межа життя в атмосфері визначається наростанням з висотою ультрафіолетової радіації. На висоті 25 - 27 км більшу частину ультрафіолетового випромінювання Сонця поглинає знаходиться тут тонкий шар озону - озоновий екран. Все живе, що піднімається вище захисного шару озону, гине. Атмосфера ж над поверхнею Землі насичена різноманітними живими організмами. Спори бактерій і грибів виявляють до висоти 20 - 22 км, але основна частина аеропланктона зосереджена в шарі до 1-1,5 км.
Хоча процеси життєдіяльності сучасних організмів зосереджені лише в Екосфера, вплив живої речовини (сучасного або існувало в минулому) відчувається далеко за її межами. Саме тому біосфера Вернадського (як область існування всіх колишніх Екосфера) простягається далеко за межі сучасної екосфери, охоплюючи по вертикалі шар товщиною 40 - 50 км.
Приблизна маса біосфери становить 0,05% маси Землі, а її обсяг 0,4% обсягу планети.
Структура біосфери являє собою складну багатокомпонентну систему - сукупність газоподібного, рідкої, твердої і біологічної організацій. Вона характеризується суворої організованістю, біологічним рівновагою чисельності та взаємний адаптованість складових її організмів.
Вернадський підкреслював, що біосферу потрібно розглядати як цілісну геологічну оболонку Землі, дуже складну саморегулюючу систему, що складається з живої речовини і неживої матерії.
Всю сукупність організмів на планеті Вернадський назвав живою речовиною.
Відсталу речовину, за Вернадським, це сукупність тих речовин в біосфері, в утворенні яких живі організми не беруть участь - тобто гірські породи магматичного, неорганічного походження, видозмінені живими організмами речовини космічного походження, космічний пил, метеорити.
Біогенні речовини створюється і переробляється життям, сукупностями живих організмів. Це джерело надзвичайно потужної потенційної енергії (кам'яне вугілля, гумус грунтів, нафта, бітуми, торф тощо). Після утворення біогенного речовини живі організми в ньому малодіяльних.
Особливою категорією є біокосної речовина. Вернадський визначав, що воно "створюється в біосфері одночасно живими організмами і відсталими процесами, представляючи системи динамічної рівноваги тих і інших". Організми в біокосної речовині відіграють провідну роль. Біокосної речовина планети - це грунти, кора вивітрювання, усі природні води, властивості яких залежать від діяльності на Землі живої речовини.