在生命進化過程中，氣體的作用非常關鍵。水是生命的載體，而氣體是生命中物質和信息交換的最基本媒介。在生物系統中，氣體無處不在，其功能非常重要。然而，現代生物學只關注最重要氣體的基本生理功能，而往往忽視氣體作為內部環境條件的作用。最近，生物領域對一些具有信號調節功能的氣體的重要生物調節有了較為全面的了解，如一氧化氮、一氧化碳和硫化氫。然而，他們仍然不知道存在分布更廣、價值更普遍的氣體。

潛水醫學早已發現氮具有麻醉作用。只要空氣壓力增加到四倍，大多數人都有明顯的劑量依賴性麻醉效果。這一現象表明，氮絕對不是真正的生物惰性氣體，生物系統必須在影響我們功能的氣體環境中運行。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，這與我們常常只注意頻率而忘記空氣作為介質在研究聲音傳播中的作用類似。氣體在生物系統中的重要性常常被忽視。

細胞生活在一個開放的系統中，維持環境穩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利益的高尚行為。無論如何，維持環境平衡是所有細胞的重要責任。

在環境因素中，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發生，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。