在生命進(jìn)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(xué)只關(guān)注最重要?dú)怏w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(jià)值更普遍的氣體。

潛水醫(yī)學(xué)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(yùn)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(xì)胞生活在一個(gè)開放的系統(tǒng)中，維持環(huán)境穩(wěn)定是細(xì)胞生存的最重要責(zé)任。例如，一個(gè)細(xì)胞需要一定的氧氣供應(yīng)。當(dāng)細(xì)胞受到缺氧環(huán)境的刺激時(shí)，細(xì)胞或其周圍的輔助細(xì)胞必須作出反應(yīng)。這種反應(yīng)可以是促進(jìn)血管擴(kuò)張的急性效應(yīng)，促進(jìn)血管增殖的慢性效應(yīng)，轉(zhuǎn)化為耐缺氧的無氧代謝模型，或者是誘導(dǎo)細(xì)胞死亡和保護(hù)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(xì)胞的重要責(zé)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(shí)持續(xù)發(fā)生，它們就不可避免地會導(dǎo)致細(xì)胞和組織努力維持和糾正平衡或阻止收入。