按照国际标准化组织（ISO）作出的定义：大气污染通常是指，由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。这里指明了大气污染的来源，而人类活动包括生活和工农业生产活动。自然过程包括：火山活动、山林火灾，土壤岩石风化、沙化、海啸等。再者是污染物在大气中要含有足够的浓度，并且要有足够的作用时间，对受体和环境产生危害，造成了后果，称之为大气污染。
根据污染范围，大气污染可分为：局部（如某工厂排烟）或区域（如某城市）大气污染；广域（如某国家或工业带）或全球性大气污染。
3.1.1.1 主要大气污染物
进入大气的污染物种类很多，有的排入大气的总量很大，对气候和生态以及人类的经济发展影响非常严重。有的排入大气的总量虽然不高，甚至是极微量，但毒性很大，如：二英其毒性是砒霜的1000倍，对人类健康影响极为严重。
排入大气的污染物，根据其形态可分为颗粒污染物和气态污染物；根据污染物的形成过程又可分为一次污染物和二次形成污染物。
固体颗粒污染物，是指进入大气中粒径不同的固体、液体和气溶胶颗粒。那些颗粒粒径大于10 μm的固体颗粒，由于重力作用能很快沉降到地面，称为降尘；粒径小于10 μm颗粒物，能较长时间悬浮于大气之中，称为飘尘；直径小于1 μm的颗粒物，主要是由燃烧过程中通过高温熔融、升华、氧化反应形成的烟气颗粒以及与蒸气凝结形成的烟雾，长时间飘浮于大气之中；雾是液体颗粒，其粒径一般在0.1～100 μm之间，如果有酸、碱或油性物质参加可以形成酸雾、碱雾和油雾等，危害更加严重；气溶胶是微细物质颗粒，如汞气溶胶、铅气溶胶等成为大气中的悬浮体。通常所说的可吸入颗粒物，就是包括气溶胶在内的粒径小于2.5 μm的颗粒物。颗粒物主要来源于自然原因和人为原因的扬尘、燃烧、采矿、冶金以及各种化学物质的挥发物。
气态污染物，是指以气体形态进入大气的污染物，种类更多，主要是五类物质，如表3.1.1所列。其中二次污染物，为排入大气的污染物在太阳电磁辐射作用下，有些污染物对特定波长的阳光有强烈的吸收效应，获得足够能量，形成化学反应，使原来的污染物转化为新的污染物，称为二次污染物质。例如大气中的SO2，如同时存在铁、锰、气溶胶（催化剂）颗粒物，在太阳照射下迅速生成硫酸（H2SO4）烟雾毒性很大，因首次在伦敦发生成灾，所以叫伦敦烟雾（表3.1.1）。
表3.1.1 气体大气污染物的种类
图3.1.1 光化学烟雾浓度分布（1d）
又如氮氧化物（NO，NO2）与碳氢化合物颗粒经光照射能迅速生成硝酸（HNO3），因首先（1946年）在洛杉矶发现，所以叫洛杉矶烟雾。在我国兰州西固地区氮肥厂排出NO，炼油厂排出CmHn也形成过光化学烟雾。光化烟雾各种成分以一昼夜为周期的含量变化，如图3.1.1所示，上午8点以前NO和NO2最大，中午O3最大，下午含量较低。
3.1.1.2 大气污染物的来源
大气污染物的主要来源于自然活动过程和人为活动过程。大气主要污染物质的排放源与年排入量列于表3.1.2。人为排放主要来自工业和交通的化石燃料的燃烧和化学工业产生的挥发物以及农业生产施用的化肥和含氯农药，还有人类生活排放的污染物。
表3.1.2 大气污染物的排放源与排放量
3.1.1.3 大气污染物的扩散
大气污染物质随着大气的水平运动（称风）和湍流运动（是一种不规则运动）使污染物传输和扩散。在对流层，随高度增加温度递减率为0.65℃/100 m。随着气流上升污染物逐渐扩散、稀释。近地大气层情况非常复杂，随高度增加温度并不都是递减的；有时是不变的甚至是增加的形成所谓逆温层，将阻止气流上升，使下层的大气污染物得不到扩散，造成高浓度污染聚集，近代许多空气污染事件都是在逆温和静风条件下发生的。
地形或地面状况不同，即下垫面状况不同，也将影响局部地区大气热流物质循环，形成局部气流运动特征，如下垫面粗糙，湍流较强；下垫面光滑，湍流较弱，形成山前、海陆交界以及城市的独特气候特征和污染物的扩散条件。城市人口和工业集中、气温比较高，使城市排放的污染物随空气上升，并在高空向四周发散，而四周郊区的冷空气由低空流向城市，形成特有的城市污染热力环流，称混浊岛污染环流。如图3.1.2所示，据5年统计上海市中区SO2和NOx的平均浓度比郊区高8.7倍。
图3.1.2 上海混浊岛因子分布图