産業用として圧縮空気は様々な場面で利用される。圧縮空気を原動力として用いる機械を空圧機械というが、圧縮機を用いたり使用者が手動で行ったりといくつかの方式がある。

また純粋な空気の利用では、ボンベ等に充填した圧縮空気、低温下で液化させた液体空気も製造される。常圧ではおよそ-190℃で液化し、液体酸素の影響から液体の空気は淡い青味を帯びた色をしている[17]。ボンベに充填する空気は一般的に、水蒸気や微粒子成分を取り除いた乾燥空気である。

スキューバ・ダイビングで使用するタンクには圧縮空気が充填されているが、50m程度まで潜水する場合は、窒素酔いを避けるため、窒素分をヘリウムと置換した空気を用いる。

また、窒素、酸素、二酸化炭素のほか、アルゴン、クリプトン、キセノン、ネオンなどの大気中に含まれる成分は、空気を利用して冷却・圧縮、化学吸着、膜分離等の方法で産業用に製造されるものがある。

同軸ケーブルの絶縁体には当初空気が使われており、最適な特性を探った結果、特性インピーダンスが約75Ωという値となり、ポリエチレンに変更された現在でも数値が維持されている。
空気と大気の理解
空気の理解四元素説における元素の関係図

古代ギリシャでは空気は4つの元素（四大元素：水、地、火、空気）の1つとされていた（四元素説）[18]。

18世紀後半になるとイギリスで空気の化学（pneumatic chemistry）に関心が高まった[18]。ジョゼフ・ブラックは固定空気（二酸化炭素）の研究を通して気体の特異性を識別し、空気の化学の基礎的な研究に貢献した[18]。また、ジョゼフ・プリーストリーは脱フロギストン空気（dephlogisticated air）という気体（酸素）を研究し、一酸化窒素、酸化二窒素、塩化水素、アンモニア、二酸化硫黄、四フッ化ケイ素、酸素の研究について「様々な種類の空気に関する実験と観察」（Experiments and Observation on Different Kinds of Air）を出版した[18]。

なお、ガス（gas）という語はヤン・ファン・ヘルモントがギリシャ語で混沌を意味するchaosから作った語である[18]。
大気の理解

鉛直構造としての大気は高所に行く必要があり空気の研究に比べると遅れた[18]。1648年、ブレーズ・パスカルはピュイ・ド・ドーム火山にガラス管と水銀を持って山に登り、高度ごとの水銀柱の高さを測定して高度により異なり、温度が同じであれば高度が低くなるほど圧力が増すことを発見した[18]。
日本での空気認識と「空気」という言葉の歴史
沢庵和尚の実験