硫氧化物：主要是二氧化硫。能刺激人的呼吸系统，对心脏、肺有病的老年人危害最大。
氮氧化物：主要是氧化亚氮和二氧化氮。二氧化氮有腐蚀性和生理刺激作用，易引起急性呼吸道疾病。
碳氢化合物：城市空气中的碳氢化合物与氮氧化物在阳光作用下发生反应生成一系列二次污染物，主要是臭氧。刺激眼睛，引起头痛、咳嗽、哮喘、胸部窒闷等症状。
排放废气的烟囱
微粒：直径约0.0002微米（等于10-6米）~500微米，包括气溶胶、烟、尘、雾、炭烟等，可严重危害呼吸系统。
其他重要的污染物有：氟及氟化物、多环芳烃化合物、氯及氯化氢、铅及其化合物、石棉、汞等。
此外，还有进入大气的农药，核试验和核事故的放射性物质以及包括病菌、病毒在内的微生物，都可在特定的情况下造成较严重的大气污染。
对人体的危害
大气污染的慢性危害，主要是长期刺激人体的呼吸道，致使慢性鼻炎、咽炎等上呼吸道炎症的发病率显著提高。重污染区的发病率高于轻污染区，又明显地高于基本上无污染的对照区。
另外，由于呼吸道和肺部持续不断地受到SO2、NO2飘尘等的刺激和腐蚀，它们的抗御功能遭到损坏，抵抗力下降，对病毒、病菌感染的敏感性增强。当危害进一步向深部的细支气管和肺泡发展时，就会诱发慢性阻塞性肺部疾患，如慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等，还可能续发感染症，严重者将导致肺心病。
臭氧空洞
臭氧是由3个氧原子组成的氧的同位素。在大气层中臭氧的含量是非常少的，它们分布在由地面直到60千米高的大气层中，而且90％是在平流层中。臭氧在平流层中也不是均匀分布的，在距地面20千米~25千米高处比较集中，形成一个臭氧层。
在对流层中，臭氧属于温室气体。它吸收地表辐射的红外波，使气温升高。并且臭氧对人体、对地球上的生物、对某些有机材料都是有害的。但在平流层中的臭氧层却被称为地球上“生命的保护伞”。它吸收太阳辐射到地球上的对人类和动植物有害的紫外线。
20世纪80年代以来，许多国家都观察到了平流层中的臭氧在减少的现象。1984年和1985年，英国和美国的科学家分别发现了南极上空出现了有欧洲面积那么大的“臭氧空洞”。臭氧空洞的实际意思是臭氧浓度锐减，大约只剩下不足正常情况下的40％了。观察还发现，每年9~11月份，也就是南极的春天，臭氧空洞出现，然后逐渐恢复。1987年开始，科学家们在北极上空也发现了“臭氧空洞”，面积大约相当于南极臭氧空洞的1／5。经过几年连续的观测，科学家们指出，平流层中臭氧减少的趋势在发展。不仅在极地上空，臭氧的减少在某些中高纬度地区上空也发现了。1991~1992年冬天，德国上空的臭氧减少了10％，比利时减少了18％，我国上空臭氧减少了18％。
为什么臭氧层浓度在不断减少呢？经研究发现，主要原因还是在于人类的活动。在高空飞行的喷气式飞机排出的氮氧化物，在太阳辐射光的作用下产生氧化亚氮。氧化亚氮能够像催化剂一样促使臭氧分子转变为普通氧分子。另一种对臭氧层破坏更为严重的物质是氯氟烃。氯氟烃是人造化学物质，主要用于致冷和作为溶剂。这种气体性质非常稳定，能长时间存在于对流层中，并到达平流层。平流层中的氯氟烃在紫外线的作用下放出氯原子，并形成氯分子。在冬季时，气温达-80℃，氯原子很容易从稳定的分子结构中游离出来成为活性氯原子。等到春天阳光开始照射时，在光辐射的诱发下，氯原子对臭氧分子发生催化作用，使它们分解并变为普通氧分子。氯原子对臭氧的破坏能力很强，一个氯原子可以破坏多达10万个臭氧分子。用在灭火器中的人造物质“哈龙”，其中含有元素溴。溴和氯一样对臭氧有破坏作用，其破坏能力甚至比氯还强。
平流层臭氧减少带给地球的最大危害是紫外线辐射量增加。紫外线能够破坏人体的免疫系统，增加呼吸系统疾病感染的可能性，引发红斑狼疮、天疮疹等恶性疾病。紫外线的增强能引起皮肤和眼睛的病变。皮肤疾病有50％以上与阳光照射有关，特别是浅肤色的人种更容易受到紫外线的伤害，发生灼伤、皮肤变化以至皮癌。1991年南极上空出现臭氧空洞时，南美智利发现许多羊暂时失明。紫外线的增强使白内障的发病率增加了。有研究指出，臭氧总量减少1％，基础细胞癌变率可能增加4％，扁平细胞癌变率可能增加6％，恶性黑瘤发病率会提高2％，白内障将增加0.2％~0.6％。有些植物对紫外线十分敏感，如大豆、棉花等，过量的紫外线会使得它们的叶片受损、产量降低。紫外线可以穿透10米深的水层，杀死水中的某些浮游生物。而浮游生物正是水生生物链最底层，底层的破坏危及上层生物的生存，因而降低了水体的生产力。
臭氧层的损耗已引起了世界各国的重视，1985年20个国家在奥地利的维也纳通过了《维也纳保护臭氧层公约》。1987年在加拿大蒙特利尔召开了保护臭氧层的国际大会，并通过了《蒙特利尔保护臭氧层议定书》。议定书规定自1989年开始逐步冻结、减少氯氟烃和哈龙的生产及消耗。以后又几次召开缔约国会议，规定了发达国家要在2000年1月1日前完全停止生产和使用这些危害臭氧层的物质；发展中国家可以把限制日期推迟到2010年。现在各工业国都在研制不含氟、氯、溴的制冷、灭火剂代用品。
酸雨
酸雨是大气污染的直接结果。工业燃烧把大量的二氧化硫等气体排入大气，造成局部地区大气中二氧化硫富集，在水凝结过程中溶解于水中形成亚硫酸，然后经过某些污染物的催化作用生成硫酸，随雨水降落下来，形成酸雨。酸雨中除硫酸外，还有由NOX（主要是NO、NO2）形成的硝酸以及盐酸、碳酸等等。
酸雨对人们的健康危害极大。含酸的空气，使呼吸道疾病增加。1975年梅雨季节，日本关东一带下的酸雨，虽然是细雨霏霏，却使数万人眼痛难忍。酸雨使湖泊、河川及地表水酸化，严重地影响了水生生物的生长和生存。瑞典全国9万多个湖泊中，有2万多个受到酸雨的危害，4000个湖泊因水质酸化，鱼类绝迹。加拿大约有6万个湖泊，正面临着变成水的“荒漠”的危险。
被酸雨腐蚀的石雕同时，酸雨还破坏森林和植被，破坏土壤的肥力。一方面酸雨使土壤中的钙、镁、钾等养分离子淋溶，导致土壤酸化，贫瘠化，影响植物生长，另一方面，多数土壤微生物，尤其是固氮菌等，生长在碱性、中性和微酸性的土壤中，酸雨的加入，造成土壤微生物群落的混乱，并影响营养元素的循环和供应，严重危害农作物和其他植物的生长。1981年美国参议院有人作证，酸雨使农作物损失10亿美元，林业损失17.5亿美元。1984年3月8日，设在华盛顿的世界观察研究所发表的研究报告指出，因酸雨引起的世界范围的森林毁坏，就木材损失估算，价值有几十亿美元。在我国，有关酸雨的报道也屡见报端。1982年6月中旬，苏州市降了一场酸雨，使得郊区栽种的西瓜秧全部烂死。
此外，酸雨还危害城市的建筑物，危害机器、桥梁、名胜古迹和艺术品。希腊雅典的古神庙、德国鲁尔区的石雕都被酸雨腐蚀得面目全非。北京故宫里的汉白玉石雕已有数百年的历史，从1925年拍摄的照片来看，浮雕的花纹还十分清晰，但到今天，它已被含酸的空气和雨水腐蚀的模糊不清了。
温室效应
在大工业发展初期，有人曾把高耸的烟囱称颂为刺破青天的“画笔”，而把滚滚的浓烟当做“牡丹”来欣赏，有多少人为现代文明取得的成就所陶醉。但是，当毒雾笼罩大地，酸雨从天而降时，人们才逐步清醒过来。然而不幸的是，多余的物质还在不断地排向大气。大气中的二氧化碳气体浓度在不断提高。
北极熊无奈地望着消失的冰面
绿色植物通过光合作用，把大气中的二氧化碳吸收并固定于植物体内。动物摄取植物体后碳便转移到动物体内。而动植物的呼吸作用，消耗体内的有机碳，产生二氧化碳归还于大气，同时，动植物残体通过微生物的分解，产生的二氧化碳进入大气，这样使大气中的二氧化碳含量大致保持一个稳定的常量。但随着现代工农业的发展以及全球森林的消失，这个平衡被打破了。
越来越多的煤和石油被人们从地下开采出来，它们在燃烧时放出光和热，同时把大量的二氧化碳排放到大气中去。人们毁林开荒，大片的森林消失了，减少了对二氧化碳的吸收固定。而粗耕细作又加速了有机物的分解，向大气中提供了更多的二氧化碳。1860年大气中的二氧化碳含量是283ppm（百万分率或百万分之几），到20世纪60年代已增至320ppm，到20世纪末，已经进一步上升到375~400ppm。二氧化碳的含量增高，将会改变地球上的热平衡，产生“温室效应”。因为二氧化碳大量存在于大气的时候，从太阳发射来的较短的辐射波，能够透过二氧化碳层到达地球表面。而地球产生的长波热辐射值不容易穿过，被反射回地表，使地表温度升高。根据科学家们的研究计算。当二氧化碳浓度增加1倍时，全球平均气温升高1.5℃~8℃，高纬度地区增加4℃~10℃，这样地球两极的冰层以及其他地区的冰川将会融化，全球海平面将升高几十米，许多沿海城市，甚至欧洲的大部分都要被淹没。此外，许多专家认为，温室效应还可能引起全球天气和气候的反常，使一些地区旱情加剧、沙漠扩大，而另一些地区则倾盆大雨、洪水泛滥。这并非是耸人听闻的假设。20世纪80年代以来，全球性气候异常，非洲大陆连年大旱，饥民遍野，而孟加拉等国以及我国南方则常常大雨连绵，洪水淹没大片的农田和房屋。许多国家冬季不冷，瘟疫流行；夏季酷暑，热浪灼人。美国一些地区已多年出现“大热浪”的持续高温，中暑死亡者屡有报道。
可怕的“杀人雾”事件
1948年10月，美国匹兹堡南部多诺拉镇忽然起了大雾，在山谷里连续聚集了4天4夜。在这种毒雾里呼吸的居民中，有5000多人不停地咳嗽、喉痛、胸闷。就连医生也咳个不停，面对魔雾束手无策。17个体弱的居民相继死亡，造成震惊全美的“杀人雾”事件。
浓雾笼罩的城市其实，类似的事件早已发生过。英国伦敦在1873年、1880年和1892年不到20年的时间内，就发生了3次毒雾事件，共死亡1800人。1905年格拉斯哥发生的毒雾事件中又有1063人死亡。
多诺拉“杀人雾”事件发生后仅4年，更大的悲剧震惊了世界。又是在英国伦敦，历史的日期指在1952年12月5日，昏暗的天空没有一丝儿风，但见烟尘满天弥漫，持续了4～5天，数万市民感到胸口窒闷，又咳又吐，几天内竟有4000余人死亡，8000多人随后相继病死。人们纷纷诅咒这种凶恶的“杀人雾”。
日本四日市的哮喘事件
日本四日市是以石油化工、冶炼为主的工业城市。1955年以来，全市排放的废气越来越多，仅SO2和粉尘的年排放量就达13万吨，SO2的浓度超出标准5～6倍。粉尘以煤尘为主，还含有大量的钴、锰、钛等有毒重金属粉尘。严重的污染导致市民中患支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及其他呼吸道疾病的人数大量增加。1964年达到最严重的程度，一连3天污染烟雾聚集不散，有的患者死亡。到1972年全市的患者达到800多人，有36人死亡。不仅四日市，连周围的几十个城镇也受到污染的影响。
四日市的哮喘事件属于20世纪70年代前的“八大公害事件”之一，其特点是污染物长期超标；除了常见的大量有毒有害气体和煤尘外，还有大量的有毒重金属粉尘，共同形成了厚达500米的经常存在的硫酸烟雾，长期毒害人体的呼吸道和肺部，以至越来越多的人哮喘不止。
会杀人的汽车尾气
20世纪60年代的美国曾经多次发生这样的事，一个人站在公路旁，川流不息的汽车在他身边启动、停止、行驶。突然，他昏倒了，送医院抢救，不幸再也醒不过来。原来他在短时间内吸进大量的汽车废气，汽车废气成了隐形“杀手”。
汽车尾气其实真正置人于死地的是废气中的CO。当吸入浓度约为0.5％的CO时，人体易急性中毒。此时进入体内的CO与血红蛋白结合生成了碳氧血红蛋白，饱和度达70％左右，中毒者会出现脉搏微弱，呼吸缓慢，心脏衰竭而死。
据统计，1968～1975年，美国共有8764人死于CO中毒，其中5782人由汽车排出的废气所致；1095人由家用燃料不完全燃烧时排放的CO所致；1889人是在鼓风机前职业性接触CO所致。
今日汽车排放的CO浓度已大为降低。但较长期的吸入，也易慢性中毒，导致神经系统受损，引起头痛、头晕、视野缩小、听力丧失、记忆力减退，还可能加重动脉硬化症。人们仍然需要警惕这个“杀手”的危害。