Основными составными частями рудничного воздуха, также как и атмосферного, являются кислород, углекислый газ и азот.

В рудничном воздухе, по сравнению с атмосферным, содержится меньше кислорода и больше углекислого газа и азота.

Кислород (О₂) ─ газ без цвета вкуса и запаха с удельным весом 1,11 при t=0⁰ С и 760 мм. рт. ст.

При дыхании человек поглощает примерно 1/5 всего количества кислорода, содержащегося во вдыхаемом воздухе. В результате выдыхаемый воздух содержит около 17 % О₂ и около 4% СО₂, в нем несколько увеличивается содержание азота. Количество поглощенного организмом кислорода несколько больше, чем выделяемого углекислого газа.

Максимальное насыщение крови человека кислородом происходит при  его  парциальном давлении 160 мм. рт. ст., что при нормальном атмосферном давлении соответствует содержанию кислорода в воздухе, равному примерно 21%, т.е. нормальному содержанию его в приземном слое атмосферы. В силу ряда причин, содержание кислорода в рудничном воздухе неизбежно уменьшается, по сравнению с атмосферным.

Согласно ПБ, минимальное содержание кислорода в рудничном воздухе должно быть не менее 20%.

В ряде зарубежных стран минимально допустимой концентрацией кислорода является 19,5-19,6%.

В условиях подземных работ, при снижении кислорода примерно до 17%, наступает одышка и учащенное сердцебиение, а при 12% атмосфера становится смертельно опасной.

При хорошей вентиляции шахт содержание кислорода в выработках, как правило, превышает 20%. В непроветриваемых выработках, при взрывах метана и угольной пыли и при пожарах, содержание О₂ в воздухе может снижаться до 1-3%; в такой атмосфере человек теряет сознание через 1-2 минуты, а через 5-10 мин наступает клиническая смерть.

Углекислый газ (СО₂) ─ бесцветный газ со слабокислым вкусом. Удельный вес 1,52. Химически весьма инертен, не горит и не поддерживает горения.

Физиологически углекислый газ слабо ядовит. При 6% появляется одышка и слабость, при 10% возможно обморочное состояние, при 20÷25% ─ смертельное отравление.

Основными причинами появления углекислого газа в шахтах являются процессы: окисления древесины и угля, разложения пород кислыми рудничными водами и выделения его из угля и пород.

Углекислый газ образуется также при взрывных работах, рудничных пожарах, взрывах метана и угольной пыли, дыхании людей. Некоторые количества СО₂  могут поступать с поверхности при горении близкорасположенных породных отвалов.

Максимально допустимые концентрации СО₂ на рабочих местах и исходящих струях участков ─ 0,5%, в общих исходящих струях крыла шахты – 0,75%, при проведении и восстановлении выработок по завалу– 1,0%.

В хорошо проветриваемых шахтах СО₂ находится в пределах 0,1÷0,15%.

Азот(N₂) ─ газ без цвета, вкуса и запаха. Удельный вес его 0,97. Азот весьма инертен химически. Увеличение содержания N₂ в воздухе оказывает влияние на человека лишь за счет уменьшения содержания кислорода.

В рудничный воздух азот поступает из угля и пород; он образуется при взрывных работах и при  гниении органических веществ.

Содержание азота в рудничном воздухе ПБ не нормируется.