Верхние слои атмосферы почти не содержат кислорода, потому что по мере подъёма на высоту падает общее давление атмосферы. 1 Соответственно снижается и парциальное давление кислорода. 1

Выше 100–110 км происходит диссоциация молекул кислорода, углекислого газа и водяного пара, поэтому молекулярная масса воздуха уменьшается. 3 На высоте около 1000 км начинают преобладать лёгкие газы — гелий и водород, а ещё выше атмосфера Земли постепенно переходит в межпланетный газ. 3

Кроме того, в экзосфере происходит ускользание в космическое пространство водорода, кислорода и гелия. 2

Таким образом, в верхних слоях атмосферы концентрация кислорода снижается из-за физических процессов, связанных с уменьшением общего давления и молекулярной массы воздуха с высотой.