在生命進化過程中，氣體的作用非常關(guān)鍵。水是生命的載體，而氣體是生命中物質(zhì)和信息交換的最基本媒介。在生物系統(tǒng)中，氣體無處不在，其功能非常重要。然而，現(xiàn)代生物學只關(guān)注最重要氣體的基本生理功能，而往往忽視氣體作為內(nèi)部環(huán)境條件的作用。最近，生物領(lǐng)域?qū)σ恍┚哂行盘栒{(diào)節(jié)功能的氣體的重要生物調(diào)節(jié)有了較為全面的了解，如一氧化氮、一氧化碳和硫化氫。然而，他們?nèi)匀徊恢来嬖诜植几鼜V、價值更普遍的氣體。

潛水醫(yī)學早已發(fā)現(xiàn)氮具有麻醉作用。只要空氣壓力增加到四倍，大多數(shù)人都有明顯的劑量依賴性麻醉效果。這一現(xiàn)象表明，氮絕對不是真正的生物惰性氣體，生物系統(tǒng)必須在影響我們功能的氣體環(huán)境中運行。這與水的功能相似。缺水和過量水都可能有異常現(xiàn)象，因此可以推斷廢水的重要性。然而，水在各種代謝過程中的關(guān)鍵作用我們并不十分清楚。水在基本能量代謝中起什么作用還很難說清楚。我們理解滲透壓的重要性，但我們常常忽視水是滲透壓的基本介質(zhì)，這與我們常常只注意頻率而忘記空氣作為介質(zhì)在研究聲音傳播中的作用類似。氣體在生物系統(tǒng)中的重要性常常被忽視。

細胞生活在一個開放的系統(tǒng)中，維持環(huán)境穩(wěn)定是細胞生存的最重要責任。例如，一個細胞需要一定的氧氣供應。當細胞受到缺氧環(huán)境的刺激時，細胞或其周圍的輔助細胞必須作出反應。這種反應可以是促進血管擴張的急性效應，促進血管增殖的慢性效應，轉(zhuǎn)化為耐缺氧的無氧代謝模型，或者是誘導細胞死亡和保護社區(qū)利益的高尚行為。無論如何，維持環(huán)境平衡是所有細胞的重要責任。

在環(huán)境因素中，主要包括溫度平衡、氧氣濃度、二氧化碳濃度、酸度平衡、惰性氣體濃度、滲透壓平衡、離子濃度和梯度平衡、氧化還原平衡等。只要這些失衡中的一種或多種暫時持續(xù)發(fā)生，它們就不可避免地會導致細胞和組織努力維持和糾正平衡或阻止收入。