Dựa trên nhiệt năng, một số phân tử ở rìa ngoài khí quyển của Trái Đất có thể tự tăng tốc độ đến mức chúng có thể thoát khỏi lực hút của Trái Đất. Quá trình này diễn ra chậm nhưng không khí vẫn dần dần thoát vào không gian. Bởi hiđrô có khối lượng phân tử thấp, nên chúng có thể dễ dàng đạt tới vận tốc vũ trụ cấp 2 và chúng có tỉ lệ thoát vào không gian cao hơn hẳn các loại khí khác. Quá trình rò rỉ hiđrô vào không gian là một yếu tố tham gia vào việc đẩy Trái Đất từ trạng thái khử lúc đầu sang trạng thái ôxi hóa hiện tại. Sự quang hợp là quá trình cung cấp ôxy tự do, nhưng người ta tin rằng sự biến mất của các chất khử như hiđrô là điều kiện cần thiết cho quá trình tăng lượng ôxy trong bầu khí quyển. Quá trình hiđrô thoát khỏi khí quyển Trái Đất có thể đã ảnh hưởng giúp cho sự sống phát triển trên hành tinh. Trong khí quyển giàu ôxy hiện tại, phần lớn hiđrô bị chuyển thành dạng nước trước khi chúng kịp thoát khỏi bầu khí quyển. Thay vào đó, phần lớn lượng hiđrô mất đi là từ sự phân hủy khí mêtan trong tầng thượng khí quyển.