白垩纪末期的恐龙大灭绝是生物历史上的一个千古之谜，科学家提出了一个又一个的理论来试图解释其原因，但是至今没有一个让所有人都能够接受的定论。较为流行的的说法是小行星撞击地球引起的灾难导致了恐龙的灭绝，但是这一理论并不完善。因为恐龙是当时地球上最成功的动物，其丰富的多样性更是表现得大小不等、形态各异、生活方式也是多种多样。如果是小行星撞击造成的灾难引起了恐龙的灭绝，那么为什么乌龟、鳄鱼和蜥蜴这些与恐龙有着密切的亲缘关系的爬行动物能够度过劫难而一直生存到现在呢？这不能不促使人们再去寻找其它的思路来分析恐龙灭绝的原因。
现代科学分析使我们了解到，在地球刚刚形成的遥远年代里，空气中基本上没有氧气，二氧化碳的含量却很高。后来，随着自养生物的出现，光合作用开始消耗二氧化碳和制造氧气的过程，从而改变了地球上的大气环境。同时，二氧化碳一方面通过生物的固定以煤、石油的形式沉积在地层里，另一方面也通过有机或无机的过程以各类碳酸盐的形式沉积下来。这种沉积是一直进行的。
有证据表明，恐龙生活的中生代二氧化碳的浓度很高，而其后的新生代二氧化碳的浓度却较低。这种大气成分的变化是否与恐龙灭绝有关呢？
众所周知，每种生物都需要在适当的环境里才能够正常地生活，环境的变化常常能够导致一个物种的兴衰。当环境有利于这一物种时，它就会兴旺发展；反之，则会衰落甚至灭绝。环境因素包括温度、水等因素，还包括大气的成分。那么，大气成分的变化会不会影响生物的生活呢？答案是肯定的。例如，人处在二氧化碳浓度较高的环境下会有生命危险，而有些动物甚至比人对二氧化碳的浓度变化更为敏感。
恐龙生活的中生代，大气中的二氧化碳的含量较高，说明恐龙很适应于高二氧化碳浓度的大气环境。也许只有在那种大气环境中，它们才能很好的生活。当时，尽管哺乳动物也已经出现，但是它们始终没有得到大发展，也许正是由于大气成分以及其它环境对它们并不十分有利，因此它们在中生代一直处于弱小的地位，发展缓慢。随着时间推移，到了白垩纪之末，大气环境发生了巨大的变化，二氧化碳的含量降低，氧气的含量增加，这种对恐龙不利的环境可能体现在两个方面：1、恐龙的身体发生了不适，在新的环境下，很容易得病，而且疾病会像瘟疫一样蔓延。2、新的大气环境更适于哺乳动物的生存，哺乳动物成为更先进、适应性更强的竞争者。在这两种因素的作用下，恐龙最终灭绝了。而那些孑遗的爬行动物则是少数既能适应旧环境，又能适应新环境的少数爬行动物物种。
因此，对于恐龙绝灭来说，小行星的撞击也许起了一定作用，但看来并非是最关键的因素。
大气成分变化造成恐龙灭绝这一理论有两个出发点，一个是中生代的大气成分与现代不同。现代科学已能证明这一点。另一个是每种生物需要合适的大气环境才能生存。现代科学也不难对此进行验证。
远古时代的大气中几乎没有氧气，而二氧化碳的含量很高。后来由于生物的出现，在光合作用下大气中二氧化碳的含量逐渐减少、氧的含量逐渐增加的这一过程也许可以解释生物进化史中的很多现象。例如寒武纪的生命大爆发，这也是进化史中的一个难解之迷。大气成份变化也可以对此作出解释，因为动物不能直接利用无机物进行光合作用，它的起源落后于植物的起源，必须发生于大气中的氧含量达到相当的程度时。因此，寒武纪的生命大爆发必须以大气中的氧气含量已经达到了一定程度做保障，而这一点已经被科学所证明。