Gaian teoria on tieteellinen hypoteesi, joka sai alkunsa tohtori James Lovelockilta 1960 -luvulla. Lovelock väittää, että maapallo ja sen fyysinen rakenne, kuten sen geologiset ja kemialliset ominaisuudet, ovat sidoksissa maailman ekosysteemeihin ja että niiden rinnakkaiselo vaikuttaa, ellei hallitse kokonaan, geologisiin, kemiallisiin ja biologisiin olosuhteisiin, mukaan lukien ilmasto, maapallo. Monet vertaavat Gaian teoriaa ymmärrykseen maapallosta yhtenä organismina. Alun perin Gaia -hypoteesiin viitattu Lovelockin idea on sittemmin nimetty Gaia -teoriaksi, koska se kykenee auttamaan ennustamaan joitain maan käyttäytymismalleja.
Tutkijat tietävät, että suurin osa maapallon prosesseista on monimutkaisia ja vuorovaikutuksessa keskenään. Lovelock väittää, että kaikki maapallon ekosysteemit ovat vuorovaikutuksessa keskenään, ja kukin niistä muodostaa tärkeän osan maan rakenteesta ja säätelee maata. Lovelock väittää, että näin maapallon monet erilaiset prosessit, olivatpa ne biologisia, geologisia, kemiallisia tai ilmastollisia, pysyvät vakaina.
Jokainen prosessi on olemassa sekä itsessään, suhteessa muihin prosesseihin että suhteessa koko maapalloon. Esimerkiksi vety katoaisi maan ilmakehästä, jos se ei olisi tiettyjä biologisesti tuotettuja kaasuja, kuten metaania. Jos ei olisi joitain eläviä organismeja, ilmakehän hiilidioksidin määrä kasvaisi noin 30 -kertaiseksi sen nykyiseen tasoon verrattuna, mikä aiheuttaisi suuremman kasvihuoneilmiön, kohottaisi maan ilmakehän lämpötilaa ja muuttaisi sen kemiallista koostumusta ja tekee maapallosta paljon vähemmän sopivan eläville organismeille.
Lovelock väittää, että maapallon lähes vakio pintalämpötila tukee Gaian teoriaa toisella tavalla. Auringon energia on lisääntynyt 30% elämän alkamisen jälkeen, minkä olisi myös pitänyt nostaa maan ilmakehän lämpötilaa ja muuttaa sen kemiallista koostumusta. Ainoa merkittävä ei-biologinen hiilidioksidin lähde, joka tarvitaan kasvihuoneilmiöön, ilmiöön, joka vaikuttaa merkittävästi maan lämpötilaan, on tulivuoren toiminta, joka on arvaamatonta, satunnaista ja kykenemätöntä itsesääntelyyn.
Maan ilmakehän kemiallisen koostumuksen pitäisi kemian kannalta olla epävakaa ja muuttua. Hapen tulisi yhdistyä lukuisten muiden kaasujen kanssa, kun taas metaani olisi epävakaa ja sen pitäisi palaa niin happipitoisessa ympäristössä. Lovelock olettaa, että vain elävien organismien säätelemällä kaikki maapallon prosessit voivat jatkua ja pysyä niin vakioina.