Biosfääri määritellään joko ”paikaksi maan pinnalla, jossa elämä asuu” (Edward Suessin alkuperäinen 1875 -määritelmä) tai suppeammassa mielessä vain organismeina. Maailmanlaajuinen biomassa on vähintään kolme biljoonaa tonnia, luultavasti enemmän. Maailmanlaajuisen puisen biomassan kokonaismäärä on noin 422 miljardia tonnia.
Ihmisen biomassa on noin 500 miljoonaa tonnia, hieman vähemmän kuin Etelämantereen krilli, ja ihmisille tuotettu biomassa ylittää kolme biljoonaa tonnia. Bakteerien biomassan arvioidaan olevan samanlainen kuin kasvien. Näitä mittauksia monimutkaistaa se, että eri tutkijat voivat julkaista “kuivatun biomassan” lukuja jättämättä veden painon ilman nimenomaista mainintaa. Yleensä määrät ovat suurempia päiväntasaajan lähellä ja pienempiä napojen lähellä.
Vähintään 2.7 miljardia vuotta sitten, niin kutsutun happikatastrofin aikana, biosfääri on ollut läheisessä yhteydessä planeetan hydrosfääriin (valtameret), litosfääriin (kuori) ja ilmakehään (ilmaan). Happikatastrofi tapahtui noin 300 miljoonaa vuotta sen jälkeen, kun fotosynteettiset mikrobit-nykyisten syanobakteerien esi-isät-kehittyivät.
Happi on fotosynteesin sivutuote, ja valtavia määriä sitä vapautui, kun fotosynteettiset organismit levisivät maan pinnalle. Maan hiilidioksidi- ja typpiatmosfääri muutettiin vähitellen happi-/typpiatmosfääriksi, koska suuri osa vapaasta hiilidioksidista liukeni valtameriin, saostui kalkkikiveksi ja syanobakteerit muuttivat sen hapeksi. Monet tuolloin eläneet anaerobiset organismit kuolivat sukupuuttoon, minkä vuoksi tapahtumaa kutsutaan ”katastrofiksi”.
Biosfääri koostuu pääasiassa tuottajista, kuten levistä, kasveista ja fotosynteettisistä bakteereista. Kuluttajat, kuten kasveja syövät eläimet ja sienet, muodostavat vähemmistön, ja saalistajat muodostavat vähiten. Poikkeuksellisessa poikkeuksessa 99% selkärankaisista maanpäällisestä biomassasta koostuu kuitenkin ihmisistä, heidän lemmikeistään ja ruokaeläimistä. Selkärankaisten meren biomassa ylittää tämän merkittävästi.
Lähes, ellei jokainen, planeetan neliömetri on osa biosfäärää. Lukuun ottamatta kolmannesta maapallon pinta-alasta, joka on aavikon, jään tai korkeiden vuorten peitossa, kasvit kasvavat käytännössä kaikkialla, ja missä on kasvien elämää, siellä on eläintä. Elämää on runsaasti myös valtamerissä, joissa se elää pääasiassa valoalueella, jonne valo saavuttaa, 656 metrin korkeudessa. Elämä ulottuu jopa syvimpiin valtameren kaivantoihin, joissa on havaittu kaloja ja kuorittuja eläimiä.
Jos bakteereja on mukana, biosfääri on todella laaja. Mikrobien havaitsemisen ja syvän poraamisen edistysaskeleet ovat paljastaneet bakteereja vähintään 5.6 km: n alapuolella pinnan alapuolella, kun taas ilmakehän ilmapallot ovat löytäneet ilmassa leviäviä bakteereja 9 km: n korkeudessa. Elämä luultavasti asutteli planeetan jokaisen nurkan miljardeja vuosia sitten.