Les phénomènes naturels (éruptions volcaniques, brumes de sable, incendies de forêts…) et les activités humaines (industries, transports, agriculture, chauffage résidentiel…) sont à l’origine d’émissions de gaz et de particules dans l’atmosphère.

Une fois émises dans l’air, ces substances évoluent dans l’atmosphère sous l’effet des conditions météorologiques et subissent notamment l’influence du vent, de la pluie et des gradients de températures. Elles peuvent également subir des transformations par réactions chimiques, dépendant de la chaleur, du rayonnement solaire et de l’humidité. Il en résulte l’apparition d’autres polluants et une géographie de la pollution différente des émissions d’origine.

Il existe des polluants dits "primaires" qui sont émis directement : monoxyde d’azote, dioxyde de soufre, monoxyde de carbone, poussières, métaux lourds, composés organiques volatils, hydrocarbures aromatiques polycycliques. À ceux-ci s’ajoutent des polluants "secondaires" issus de transformations physico-chimiques de gaz ou de particules sous l’effet de conditions météorologiques particulières : ozone, dioxyde d’azote, particules… Le suivi de la pollution de l'air s’appuie sur l'analyse et la mesure de la concentration de ces différents polluants.

Ces différents gaz et particules ont des conséquences néfastes sur la santé humaine et/ou sur l’environnement (baisse des rendements du blé par exemple).

Des engagements européens et internationaux fixent des objectifs de réduction ou de limitation des émissions des polluants. De plus, des directives européennes fixent, pour les concentrations dans l’air, des valeurs limites à ne pas dépasser et des objectifs à atteindre.