La contaminación atmosférica está causada por gases y partículas emitidos a la atmósfera por diversas actividades humanas, como la agricultura y la ganadería y la combustión ineficiente de combustibles. También hay fuentes naturales que contribuyen a la contaminación atmosférica, como las partículas del suelo, el polvo y la sal del rocío marino.
Los contaminantes atmosféricos pueden ser emitidos directamente por una fuente (es decir, contaminantes primarios) o pueden formarse a partir de reacciones químicas en la atmósfera (es decir, contaminantes secundarios). Cuando las concentraciones de estas sustancias alcanzan niveles críticos en el aire, perjudican a las personas, los animales, las plantas y los ecosistemas, reducen la visibilidad y corroen materiales, edificios y lugares del patrimonio cultural.
Los principales contaminantes que afectan a la salud humana son las partículas, el ozono troposférico (O3) y el dióxido de nitrógeno (NO2). Las partículas finas que dañan la salud humana se conocen como PM2,5 (partículas con un diámetro inferior a 2,5 micrómetros), que pueden penetrar profundamente en los pulmones y pasar al torrente sanguíneo afectando a diferentes órganos y funciones corporales. Estas partículas pueden ser emitidas directamente o formarse en la atmósfera a partir de distintos contaminantes emitidos (por ejemplo, amoníaco (NH3) y compuestos orgánicos volátiles (COV)).
El ozono (O₃) es un importante contaminante secundario. Es un potente irritante pulmonar y atrofia el crecimiento de las plantas. También es un potente gas de efecto invernadero (GEI). El O₃ se forma en la troposfera, cerca de la superficie de la Tierra, cuando ciertos contaminantes precursores reaccionan en presencia de la luz solar. El metano (CH₄), un potente GEI, es responsable de una parte importante de la formación de O₃. Este ozono troposférico es diferente del ozono de la atmósfera superior (estratosfera), que nos protege de la luz ultravioleta del sol.
Los óxidos de nitrógeno (NOx) son un grupo de compuestos químicos contaminantes del aire, que comprenden el dióxido de nitrógeno (NO2) y el monóxido de nitrógeno (NO). El NO2 es el más nocivo de estos compuestos y se genera a partir de actividades impulsadas por el hombre. Afecta a la salud humana, reduce la visibilidad atmosférica y puede desempeñar un papel importante en el cambio climático, en concentraciones elevadas. Por último, es un precursor crítico de la formación de O₃.