空氣汙染是指一些危害人體健康及周邊環境的物質對大氣層所造成的汙染。這些物質可能是氣體、固體或液體懸浮物等。
空氣由多種物質組成：
- 氮氣：78.1%
- 氧氣：20.9%
- 氬氣：0.9%
- 其他氣體：0.1%
每種氣體的成分並不是固定的，會有輕微的轉變，當轉變出來的物質過多時，就會成為空氣污染。
空 氣 汙 染 物
只要是空氣中足以直接或間接妨害人類和生態環境的物質，都可以被稱為空氣汙染物，主要分為一次汙染物和二次汙染物。
一次汙染物（Primary Pollutant）
又稱為初級汙染物，是直接由汙染源排放到大氣中的汙染物，如：
除了直接危害人體健康之外，也會結合其他物質形成酸雨、霧霾等二次汙染物，對生態環境造成更大的傷害。
工業廢氣
指於企業廠區生產過程中排入空氣的含污染物氣體。常見的工業廢氣有二氧化碳、二硫化碳、氮氧化物、一氧化碳、煙塵及生產性粉塵等等。
交通廢氣
交通工具多以汽油和柴油為燃料，燃燒時，會釋放出有害的廢氣，嚴重污染空氣品質，如碳氫化合物、一氧化碳、二氧化碳及氟氯碳化物等等。
燃燒時的濃煙
物體燃燒時易有濃煙，不僅汙染空氣，一些有毒的物質也容易造成傷亡。
濃煙成分取決於燃料的性質和燃燒的程度 ，如氰化氫、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、多環芳香烴、金屬氧化物、無機鹽及濃縮焦油滴等等。
火山噴發碎屑
火山噴發時，岩漿會在空中固體化，形成粒徑在2毫米以下的細微碎石、礦物質或火山玻璃，顏色多呈深灰、白或黃色，因其形似灰塵，故又名火山灰。
火山灰在平流層中常形成火山灰雲，內含的二氧化硫會阻擋陽光、降低溫度，進而影響氣候和飛安；在對流層時除影響能見度，也容易進入人體，引發哮喘、肺病、呼吸道疾病、心臟病等等。
由於火山灰非常細小，容易被風吹揚，因此影響範圍往往極大，2010年冰島的巴達本加火山噴發時，其火山灰甚至影響到歐洲內陸的氣候和航班。
冰島巴達本加火山
二次汙染物（Secondary Pollutant）
又稱為衍生性汙染物，是由汙染物在大氣中相互作用而形成，如：
酸雨
大氣中的二氧化碳結合雨水達到氣液相平衡後，雨水呈弱酸性，酸鹼值約為5.6。許多自然現象也會造成影響，使雨水酸鹼值介於4.9～6.5之間，因此環保署定義當雨水的酸鹼值低於5.0時，稱為「酸雨」。
一級污染物中的二氧化硫 、氮氧化物，在大氣中經反應生成硫酸、硝酸等酸性物質，便會使雨水的酸鹼值更加降低，形成酸雨。
酸雨容易引發哮喘、肺病、心臟病及過敏等等，也會侵蝕建築物和雕像，造成公共危害和文化遺產的損失。
酸雨除改變水系的酸鹼值外，也會破壞植物葉片，並造成土壤裡的重金屬溶解，使植物無法吸收礦物質而枯萎、死亡。重金屬流入水系會影響生物，破壞生態系，若被動、植物吸收，再經人類食用，累積的毒素也會危害體內器官。
霧霾
通常空氣中的溫度會隨著高度而下降，反之則稱為逆溫現象，此時因暖空氣覆蓋著冷空氣，汙染物無法對流至高空散出。若水平風力也不足以讓大氣污染物向外圍擴展稀釋，便容易累積高濃度污染，結合水氣形成霧霾。
霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和懸浮微粒這三項汙染物組成。懸浮微粒縮寫為PM，可依粒徑大小分為：
- PM：粒徑＞10微米。會沉積於人體鼻咽處，造成咳嗽、氣喘、過敏性鼻炎等症狀。
- PM10：粒徑為2.5～10微米，稱為可吸入懸浮微粒。會沉積於呼吸道和支氣管，造成
支氣管黏膜過度分泌，引起氣喘。
- PM2.5：粒徑＜2.5微米，稱為細懸浮微粒。最具危害，主要成分為硫酸鹽、有機碳跟
硝酸鹽，也會吸附重金屬、多環芳烴等有毒物質。會侵入肺泡和血管中，容
易引發心肌梗塞、血管硬化、肺氣腫、支氣管炎和肺癌等疾病。
地面臭氧
工業與交通工具所排放的氮氧化物和揮發性有機物，經光化學反應後便會產生臭氧，由於需要日照，因此午後是臭氧濃度較高的時段，若臭氧濃度過高，最終會產生汙染更嚴重的光化學煙霧。
臭氧是很強烈的氧化物質，會刺激眼睛，也會導致皮膚起皺、出現黑斑等等。吸入人體後則會引起呼吸道疾病，並激發強烈發炎反應，造成肺部深層傷害，阻礙氣體交換，導致缺氧，除引起呼吸困難、慢性肺病惡化之外，也易使心血管疾病發作，重則致死。
臭氧也會破壞植被，使植物葉片壞死、脫落，危害生態環境，造成農、林業減產。
光化學煙霧
光化學煙霧是氣態的化學汙染物，主要成分為臭氧。
氮氧化物和揮發性有機物經光化學反應後產生臭氧。若臭氧濃度足夠與其他汙染物進行光化學反應，便會產生醛、酮、過氧基等有毒物質，混和形成淺藍色的光化學煙霧。
光化學煙霧具有特殊氣味且刺激性強，易造成眼睛紅腫、喉嚨疼痛。嚴重時會使人出現呼吸困難、視力衰退、手足抽搐等現象，若接觸時間過長，還會導致動脈硬化，生理機能衰退。
光化學煙霧會破壞植物葉片，降低農、林業產量；內含的硝酸和亞硝酸易導致酸雨；臭氧則會使大氣中的二氧化硫、二氧化氮等逐漸凝結成顆粒物，增加PM2.5的濃度進而形成霧霾。
臺灣過去採用「空氣汙染指標（PSI）」，自2016年起正式採用更加全面的新式「空氣品質指標（AQI）」。
AQI是定量描述空氣品質狀況的非線性無因次量指數。其數值越大、級別和類別越高、表徵顏色越深，則表示空氣污染狀況越嚴重，對人體的健康危害也就越大。
國際公約
為防止空氣污染持續加重，造成溫室效應、酸雨、霧霾等環境問題，國際間陸續簽訂《遠距離越境空氣污染公約》、《氣候變化綱要公約》、《蒙特婁議定書》及《京都議定書》等公約，以期維護地球環境。
《遠距離越境空氣污染公約》（1979）
此合約主要內容為：
- 要求締約國妥善防止越境大氣污染。
- 規範防止硫氧化物及氮氧化物等氣體外洩技術，推展酸雨研究，促進國際合作，實施監控制度及加強資訊交流。
有效減少了二氧化硫、二氧化氮及持久性有機污染物等氣體的排放量。
《保護臭氧層維也納公約》（1985）
此合約期望發展有關臭氧層方面的科學知識，保護人類健康和環境免受危害。
- 國際間應互相協調，進行有關臭氧層及破壞臭氧層物質的研究。
- 各國應訂定適當且可實施的共通對策。
《蒙特婁議定書》（1987）
承續《保護臭氧層維也納公約》的原則：
- 規範含破壞臭氧層化學物質的生產及消費，管制並明訂氟氯碳化物(CFCs)、四氯化碳及海龍(Halons)等物質的削減及淘汰時程。
- 成立多邊信託基金，援助發展中國家進行技術轉移。
《氣候變化綱要公約》（1992）
可縮寫為UNFCCC或FCCC。目標為穩定維持大氣中溫室氣體的濃度，使氣候系統適應氣候變化且不受到人為干擾，同時兼顧糧食生產與經濟發展。
-
抑制溫室氣體排放。
- 強調對應氣候變遷是世界各國責任，依各國發展狀況承擔不同的減量責任。
該公約沒有對個別締約方規定具體需承擔的義務，也未規定實施機制，因此缺少法律上的約束力，但規定可在後續從屬的議定書中設定排放限制，作出更加細化並具有強制力的承諾。
《京都議定書》（1997）
依據《氣候變化綱要公約》所制定，針對如何緩解及應對氣候變化問題做出了細化的規定和具有法律強制力的減量目標。
- 管制溫室氣體包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫的排放。
- 不少已開發國家不願降低生活水平以降低能耗，且節能技術已經達到較高水準，繼續開發的難度較大，難以達到規定目標，因此採用市場機制，建立溫室氣體排放權（減排量）交易，允許已開發國家通過幫助開發中國家進行有利於減排或者吸收大氣溫室氣體的項目，作為本國達到減排指標的一部分。
《巴黎氣候協定》（2016）
依據《氣候變化綱要公約》及《京都議定書》等一系列協定，明確決定全球共同目標：
- 減少排放溫室氣體，將全球均溫升幅控制在攝氏二度以內。
- 依據各國發展程度、人口數量和目前的碳排放規模分攤減排責任。
- 推動各國以自主貢獻的方式參與全球應對氣候變化行動，並積極轉型為綠色能源，避免繼續依賴石化產品。
- 已開發國家每年給開發中國家一千億美元，用以協助開發中國家對抗氣候變遷，達成永續發展的目標。
臺灣現行做法
臺灣長期發展工業，汽機車數量也相當多，空氣品質受到極大的威脅，因此除根據國際組織規定和相關公約制定空氣汙染法規外，也跟他國合作，共同推動空氣汙染防治。
相關法規
制定空氣污染防制法及各項延伸法規，希望藉此促進國民健康，如：
- 《營建工程空氣污染防制設施管理辦法》
- 《柴油及替代清潔燃料引擎汽車空氣污染物排放標準》
- 《交通工具空氣汙染物排放標準》
與國際合作
除制定法規以外，臺灣也與其他國家、國際組織合作推動計畫，以國際合作的方式共同提升空氣品質，如：
- 《中美環境保護技術合作協定》
- 臺日環境會議
- 國際環境夥伴計畫
