Загрязнения попадают в атмосферу в результате природных процессов и хозяйственной деятельности человека, т. е. из антропогенных источников.Естественным путем атмосфера загрязняется при извержениях вулканов, лесных пожарах, пыльных бурях и др. При этом в атмосферу попадают твердые и газообразные вещества, которые относят к непостоянным, переменным составным частям атмосферного воздуха.
Водяной пар содержится в атмосфере в концентрации 1—3% (об.), которая зависит от высоты слоя воздуха (основная масса водяного пара сосредоточена в слое воздуха до 6 км от Земли), времени года (летом больше, чем зимой), географической широты (максимальная влажность наблюдается на экваторе), температуры (при высокой температуре больше, чем при низкой). В настоящее время водяной пар не считают загрязнителем, однако при поступлении этого компонента в больших количествах возможно изменение температуры атмосферы.
К примесям в атмосфере антропогенного происхождения относятся: выбросы промышленных предприятий, автотранспорта, сельскохозяйственных предприятий, продукты сгорания топлива и сжигания отходов. Эти примеси характеризуются большой сосредоточенностью в пространстве, неоднородностью по составу и неравномерностью распределения. Выбросы наблюдаются в густонаселенных районах; они содержат много веществ, отрицательно влияющих на здоровье человека, материалы, растительный и животный мир.
При неблагоприятном состоянии атмосферы (штиль, инверсия) резко увеличивается загрязнение воздуха в приземном слое. Через неплотности оборудования в атмосферу могут попадать не только углеводороды, но и продукты нефтехимических производств — оазличные кислородсодержащие органические соединения. Низкомолекулярные кислородсодержащие органические соединения могут выбрасываться также в атмосферу с отработанным воздухом.
Загрязнения, попадающие в атмосферу, претерпевают ряд химических превращений, приводящих к образованию нежелательных продуктов, вызывающих, в частности, фотохимический смог. Для атмосферных реакций, обычно протекающих при довольно низких температурах, важным фактором активации молекул является солнечный свет. Бимолекулярные взаимодействия кванта света с молекулой и вызываемые им последующие физические и химические изменения называются фотохимической реакцией. Солнечный свет — обязательное условие фотохимических процессов.