Биосфера (от греческого bios - жизнь и sphaira - шар), область активной жизни организмов, охватывающая нижние часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимосвязаны сложными биогеохимическими процессами перераспределения энергии и вещества.

В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамическую систему. Границы распространения биосферы определяются возможностью проникновения жизни во вмещающие её геосферные оболочки.

Современное представление о биосфере основываются на трудах Владимира Ивановича Вернадского. Связующим элементом биосферы, играющим ведущую роль в её функционировании, является живое вещество, образующее три «плёнки жизни», располагающиеся у границ разделов атмосферы, гидросферы и литосферы. Это поверхность суши, верхние слои вод морей и океанов и их дно. На поверхности Земли живое вещество распределено неравномерно. На континентах его распределение подчиняется климатической зональности, а в морях и океанах оно в большей степени зависит от свойств материковых окраин, течений и местоположения устьев рек, несущих питательные вещества.

Владимир Иванович Вернадский определял биосферу как область существования живого вещества, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба. Самой существенной особенностью биосферы является биогенная миграция атомов химических элементов, вызываемая лучистой энергией Солнца и проявляющаяся в процессе обмена веществ, росте и размножении организмов. Владимир Иванович Вернадский отмечал, что вещество биосферы состоит из разнородных частей: живое вещество, биогенное, косное, биокосное и другие. Так, биогенные вещества: уголь, битумы, нефть, известняки и другие - созданы жизнью и являются источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии; косное вещество образовано процессами, в которых живое вещество не принимало участие; биокосное вещество образовано одновременно косными процессами и живыми организмами (кора выветривания, почвы, природные воды), причём они представляют значительную биогеохимическую энергию в биосфере. Элементарной структурной единицей активной части биосферы является биогеоценоз.

Познание биосферы, закономерностей её функционирования необходимо для решения экологической проблем. Биосфера существует более 3 800 000 000 лет. Обновление всего живого вещества биосферы Земли осуществляется в среднем за 8 лет.

Биосфера на территории Воронежского края отличается рядом специфических эколого-географических параметров. На верхней границе биосферы в нижней стратосфере (20-25 километров) происходит ежегодное колебание толщины озонового слоя. По данным Областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Воронежской области за более чем 30-летний период наблюдений среднегодовая толщина озонового слоя над территорией Воронежской области подвержена периодическому колебанию. С 1993 по 2004 год она изменялась от 3,16 до 3,46 миллиметров. Чем тоньше озоновый слой, тем больше к поверхности Земли проходит коротковолновой ультрафиолетовой радиации, отрицательно влияющие прежде всего на микроорганизмы и кожный покров человека. Нижняя граница биосферы, ограниченная толщей осадочных пород (средняя глубина около 6 километров), на территории Воронежской области опускается всего на первые сотни метров из-за приподнятости докембрийского кристаллического фундамента Воронежской антеклизы. Около города Павловск в долине реки Дон, где докембрий обнажается на дневную поверхность, нижняя граница и вовсе прерывается. Но особенно существенные изменения на территории Воронежской области произошли в «живом покрове» биосферы. За менее чем 500-летний период хозяйственного освоения пространств Воронежского края практически исчез девственный травянистый покров русских степей, фрагменты которого сегодня уцелели лишь в границах особо охраняемых природных территорий. И даже в естественных лесах (Шипов лес, Савальский лес, Хреновской бор, Усманский бор) доля лесокультур и вторичных насаждений превышает 30%. На месте степей и частично лесов Воронежской области располагаются пашня (59%), дороги (2,3%), застроенные территории (2,2%), остальные площади заняты пастбищами, сенокосами, нарушенными землями, болотами, лесами.

Смена среды обитания существенным образом изменила не только численность животного мира, но и затронула его структуру: нишу исчезнувших видов животных или резко сокративших свою численность заполняют домашние животные или сопутствующие жизнедеятельности человека (домовая мышь, серая и чёрная крысы, рыжий и чёрный тараканы, городские комары). В биосфере Воронежской области в конце XIX века исчезло последнее крупное млекопитающее русских степей - дикая лошадь тарпан, небольшие табунки которого Николай Алексеевич Северцов встречал вблизи города Бобров. Значительные потери среди живых существ биосферы в Воронежской области понесли птицы открытых пространств: некоторые исчезли, а другие резко сузили распространение (степной лунь, степной орёл, степная пустельга, дрофа, стрепет, большой кроншнеп, степная тиркушка, авдотка) и были занесены в Красную книгу России. Многолетние наблюдения показывают, что в атмосфере и поверхностных водах на территории Воронежской области высокая концентрация загрязняющих веществ техногенного генезиса. В результате антропогеогенеза в границах биосферы Воронежской области частично формируются структурные элементы новой сферы - окружающей человека среды (антропосферы).