在生命进化过程中，气体的作用非常关键。水是生命的载体，而气体是生命中物质和信息交换的最基本媒介。在生物系统中，气体无处不在，其功能非常重要。然而，现代生物学只关注最重要气体的基本生理功能，而往往忽视气体作为内部环境条件的作用。最近，生物领域对一些具有信号调节功能的气体的重要生物调节有了较为全面的了解，如一氧化氮、一氧化碳和硫化氢。然而，他们仍然不知道存在分布更广、价值更
潜水医学早已发现氮具有麻醉作用。只要空气压力增加到四倍，大多数人都有明显的剂量依赖性麻醉效果。这一现象表明，氮绝对不是真正的生物惰性气体，生物系统必须在影响我们功能的气体环境中运行。这与水的功能相似。缺水和过量水都可能有异常现象，因此可以推断废水的重要性。然而，水在各种代谢过程中的关键作用我们并不十分清楚。水在基本能量代谢中起什么作用还很难说清楚。我们理解渗透压的重要性，但我们常常忽视水是渗透压的基本介质，这与我们常常只注意频率而忘记空气作为介质在研究声音传播中的作用类似。气体在生物系统中的重要性常常被忽视。
细胞生活在一个开放的系统中，维持环境稳定是细胞生存的最重要责任。例如，一个细胞需要一定的氧气供应。当细胞受到缺氧环境的刺激时，细胞或其周围的辅助细胞必须作出反应。这种反应可以是促进血管扩张的急性效应，促进血管增殖的慢性效应，转化为耐缺氧的无氧代谢模型，或者是诱导细胞死亡和保护社区利益的高尚行为。无论如何，维持环境平衡是所有细胞的重要责任。
在环境因素中，主要包括温度平衡、氧气浓度、二氧化碳浓度、酸度平衡、惰性气体浓度、渗透压平衡、离子浓度和梯度平衡、氧化还原平衡等。只要这些失衡中的一种或多种暂时持续发生，它们就不可避免地会导致细胞和组织努力维持和纠正平衡或阻止收入。
