所谓大气污染是指人类受由生产和消费活动排人大气的污染物（气体、固体或液体微粒）的性质、浓度和持续时间等因素的综合影响，某个地区居民中大多数人的自我感觉不舒适，同时人们的身心健康和福利受到损害。这里说的对健康的损害，其涵义比较广泛，从对人体正常生理现象的损害到急性病发作、慢性病潜伏乃至猝死等都包括在内。
所谓福利，则包括地球上一切与人类协调并共存的动植物、自然环境、财产和器物等。
当然，引起大气污染的物质不完全来自人类活动，也有相当一部分是自然产生的。例如，一次较大的火山爆发就可以喷射出1万亿立方米的细小颗粒以及大量的二氧化硫。每年随风从地面上刮起进入大气的尘埃可达5亿吨，其高度可达对流层顶。森林火灾也是一种污染源。全世界由于人们疏忽大意或闪电引起的森林火灾可把数千万吨颗粒物质以及大量二氧化碳、二氧化氮。二氧化硫和某些碳氢分合物注入大气。一次大火可能延续几个星期，下风方向的居民由于浓烟弥漫，难于呼吸而被迫迁移。另外，海浪破碎形成溅沫，它们在空气中迅速蒸发后残留下来的盐粉也是一种污染物质。
环绕地球表面的大气层，其厚度约为20千米，质量约占地球的1亿，在地球无机圈层中，是最小的圈层，其质量，只有海洋的1/26。基本上是由氮气、氧气、二氧化碳和少量隋性气体等组成。这些化学成分，在大气中保持一定的比例，在正常状态下，即在气温摄氏零度、气压在101kPa时，大气中的清洁空气构成大致是氧气占21%，氮气占78%，惰性气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，水蒸气、灰尘和其它杂质占0.03%，当大气中的各种化学成分比例关系受到人为或自然的因素引起变化，使它遭到破坏，失去平衡，所含的有害有毒物质超过大气本身的扩散、稀释和自净能力，给人类和其它生物带来危害时，这个空域的大气就被污染了。
由于大气圈层最小，同样数量的污染物进入大气层，所增加的浓度就比进入海洋大得多，后果也更为严重。同时大气层又是运动最快的圈层，污染物进入大气层后，只要几天就可环球一周，一地有害，便可迅速波及全球。
人类活动不断扩大和增强，是造成大气污染的主要原因。具体表现在三个方面：一是各种工厂、矿山和交通运输工具以及家庭炉灶不断向大气层排放的烟尘和有毒有害气体；二是大量生产和使用化学物质，特别是施用化肥、农药；三是森林、草原等遭到破坏，面积日益缩小，绿色植物吐氧吸碳的自净力被削弱。
使大气遭污染的各种有毒有害物质主要有废气、烟尘、粉尘、气溶胶和放射性物质以及光化学烟雾等几大类，其成分非常复杂。具体到底有多少种，至今还没有一个准确的观测和统计，但明显产生危害并引起人们关切的污染物，已发现的有1000多种。烟雾是污染大气的罪魁祸首，它含的有毒有害物质大致分为烟尘和气体两部分。在烟尘中，除含有普通灰尘外，还含有对肺危害极大的二氧化硅、强致癌物质三四苯并芘等有机物和铅、铁、锌等有毒金属。
气体中含的有毒有害物质，常见的有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳氧化合物等，而二氧化硫是污染大气的最大因子。
各种粉尘作业如石棉、滑石、水泥、矽尘、铅、汞、锌、铬、铍、镉和砷等，以及汽车、飞机和钢铁、化工生产等排放的烟尘废气都会污染大气。核电站和核废料处理工厂排放的放射性元素氪85，也会污染大气。
随着人口的不断增加，工业交通运输业的迅猛发展，排入大气层的污染物随之增多，数以亿万吨计。如每年排入的二氧化就达220亿吨之多，二氧化硫也在2亿吨以上。大大超过大自然再循环系统所能自行“处理”(自净)的能力，使大气污染日益严重。森林、草原和其它绿色植物是制造氧气的“天然工厂”，是净化空气并保持其新鲜的“天然吸尘机”和“天然过滤器”。森林等绿色植物通过光合作用，吐氧吸碳，自然保持大气中氧碳的动态平衡。同时又对进入大气中的各种粉尘起阻挡、过滤、消毒和吸附的作用。地球上的森林、草原被毁就等于地球上的“天然制氧工厂”“天然吸尘机”和“天然过滤器”被毁，使大气层的污染更是雪上加霜。
此外，人类活动扩大到宇宙空间后，又使宇宙空间遭到污染。废弃的火箭和人造卫星残骸及碎片在宇宙空间的轨道上形成了一条飘浮的垃圾带。当过些废弃的人工物体再次坠入大气层时，不仅可能直接给人类带来危害，而且由于进入大气层的内的纳、钡、锶等轻金属元素受到高温摩擦而熔化蒸发，还会对地球的电离层带来不良影响。据联合国的报告和美国宇航局的统计，自1957年前苏联发射人类历史上的第一颗人造地球卫星的40多年中，世界上发射的各种航天器总数已达3600多颗(艘)，目前还在轨道上正常运转的只有400多颗(艘)，其余都变成了残骸——垃圾，仅观察到的就有4740个，难以长期追寻的估计还有5000多个，而直径在1厘米以上碎片则数以万计，更小的碎片则在百万以上。在轨道上飘游的一个碗豆大小的碎片，如与卫星相撞，可产生和一颗手榴弹相当的爆炸力，足以摧毁这颗价值达几亿美元的人造卫星。在过去的25年中，坠入大气层而烧毁的人造宇宙飞行物共有8724件。1969年，前苏联一艘宇宙飞船残骸坠落时击中正在海上航行的日本货船，就使5名船员受重伤。
当然，大气污染也有自然的原因。如火山爆发，大量火山灰和二氧化硫喷入大气层……等。
但是城市大气污染有70%～90%是工业窑炉、机动车辆和家庭炉灶及其它人类活动造成的。