James Lovelock, ein Atmosphärenchemiker, der sich den Planet Erde als ein Ganzes, ein lebendes selbstorganisierendes System vorstellte, entwickelte zusammen mit der Mikrobiologin Lynn Margulis die Gaia-Hypothese.
Die wissenschaftlichen Hintergründe und die Fachgebiete von James Lovelock und Lynn Margulis ergänzten sich bestens: Margulis klärte die Begriffe, die biologischer Herkunft waren, Lovelock steuerte Begriffe aus der Chemie, der Thermodynamik und der Kybernetik bei.
In dieser Hypothese wird die Erdoberfläche als ein Teil des Lebens gesehen, deren Lebewesen sich selbst regulieren. Die Lufthülle muß als ein Kreislaufsystem betrachtet werden, das vom Leben erzeugt und in Gang gehalten wird.
Gaia ist selbstbegrenzend, zumindest soweit es die Atmosphäre betrifft, selbsterzeugend, da der planetarische Stoffwechsel anorganische Substanzen in organische, lebende Materie umwandelt und schließlich selbsterhaltend, weil die Komponenten der Meere, des Bodens und der Luft ebenso wie alle Organismen der Biosphäre durch Transformations- und Produktionsprozesse ersetzt werden.