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La scienza del sistema Terra cerca di integrare vari campi di studio accademico per comprendere la Terra come sistema. Essa considera l'interazione tra l'atmosfera, l'idrosfera, la litosfera (geosfera), la biosfera, e l'eliosfera.Nel 1996, l'Unione geofisica americana, in cooperazione con il Consorzio di geologia Keck e con il supporto di cinque divisioni all'interno della Fondazione nazionale delle scienze, convocò un seminario "per definire obiettivi educativi comuni fra tutte le discipline delle scienze della Terra". Nella sua relazione, i partecipanti notavano che "I campi che compongono le scienze della Terra e dello spazio stanno attualmente subendo un importante avanzamento che promuove la comprensione della Terra come una serie di sistemi interconnessi." Riconoscendo l'ascesa di questo approccio sistemico, la relazione del seminario raccomandava che fosse sviluppato un corso di scienza del sistema della Terra con il sostegno della Fondazione nazionale delle scienze.

James Ephraim Lovelock (Letchworth, 26 luglio 1919) è un chimico britannico. È uno scienziato indipendente, scrittore e ricercatore ambientalista che vive in Cornovaglia, nel sud ovest dell'Inghilterra. Il suo maggiore merito scientifico è la teoria di Gaia che descrive il pianeta Terra, con tutte le sue funzioni, come un unico superorganismo.

L'Ecosistema terrestre è una locuzione ambivalente che, in determinati contesti, può anche assumere un significato ambiguo o non scientifico. Può indicare genericamente l'insieme di tutti i singoli ecosistemi presenti sulla Terra, ma in altra accezione può esprimere il concetto o teoria secondo cui l'intero pianeta, nella sua globalità, sia un macro-ecosistema dal comportamento assimilabile a quello dei sistemi viventi, come nell'ipotesi Gaia. Nel primo caso Ecosistema terrestre è dunque un sinonimo approssimativo del termine scientifico "ecosfera".

La biosfera è definita in biologia come l'insieme delle zone della Terra in cui le condizioni ambientali permettono lo sviluppo della vita (da non confondersi con l'ecosfera, definita in ecologia come l'insieme delle zone della Terra in cui le condizioni ambientali permettono la formazione e lo sviluppo degli ecosistemi). Queste zone in cui si sviluppa la vita, che si pensa sia nata almeno 3,5 miliardi di anni fa, includono la porzione esterna della litosfera (suolo e parte del sottosuolo), l'idrosfera (le acque marine, lacustri e fluviali), ed i primi strati dell'atmosfera (fino ad un'altitudine di circa 10 km). Comprendendo quindi nella biosfera le profondità oceaniche ed i primi strati dell'atmosfera si raggiunge uno spessore massimo di circa 20 km, che, confrontato col raggio terrestre, di circa 6371 km appare ben poca cosa (In proporzione meno dello spessore della buccia di una mela rispetto alla dimensione della mela intera). Tale spazio limitato nel quale l'uomo e le altre specie possono vivere rende la biosfera estremamente preziosa e delicata.