有害氣體中，二氧化硫對人體的結膜和上呼吸道黏膜有強烈刺激性，可損傷呼吸器官，導致鼻炎、支氣管炎、支氣管哮喘、肺炎，甚至肺水腫等。短期接觸二氧化硫濃度為0.5毫克/立方米的空氣，老年或慢性病人死亡率會增高；濃度高於0.25毫克/立方米，可使呼吸道疾病患者病情惡化；長期接觸濃度為0.1毫克/立方米空氣的人群呼吸係統病症增加。二氧化硫和其二次汙染物亞硫酸及硫酸還可腐蝕呼吸道組織，引起炎症、壞死。據研究，二氧化硫還可促進空氣中的苯並（a）芘的致癌作用。
大氣中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。化工生產和汽車尾氣均可產生一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮無刺激性，但可轉化為亞硝酸根，引起高鐵血紅蛋白血症，損害血液的攜氧能力，導致組織缺氧和中樞神經損害。二氧化氮則具有較強的刺激性和腐蝕性，可導致肺充血、肺水腫。
氮氧化物和碳氫化合物在太陽紫外線的照射下可發生光化學反應，產生二次汙染物--光化學煙霧，主要成分有臭氧、甲醛、丙烯醛、過氧乙酰硝酸酯等，由於這些物質具有較強的氧化性，故又稱光化學氧化劑。這些二次汙染物刺激性更強，能夠造成呼吸道、肺和眼的刺激，且可誘發像過敏性鼻炎、支氣管哮喘等變態反應性疾病。
大氣中的飄塵顆粒物，可長期懸浮在空氣中。飄塵顆粒物的成分依來源的不同而不同，包括金屬、石英、石棉、水泥、有機物等。飄塵顆粒物具有很強的吸附力，能吸附空氣中的許多汙染物，包括化學汙染物和細菌等病原體。吸附二氧化硫的飄塵常常是引起哮喘發作的變應原。生產環境的飄塵以及更大的粉塵常常導致塵肺的產生。
2.大氣汙染與癌症的關係
大氣汙染物中所含致癌物質種類繁多，根據動物實驗及流行病學調查，證明具有致癌作用的大氣汙染物有30多種。如多環芳烴類、硝基多環芳烴類、芳香胺類等，常常由汽車尾氣、工廠廢氣、煙塵及煤焦油、瀝青等有機物的高溫裂解產生，其典型代表3，4-苯並芘，是全世界公認的一類致癌物質，與肺癌、皮膚癌、胃癌、食道癌、乳腺癌等的發生有密切的相關。根據美國有關研究，大氣中3，4-苯並芘的濃度每立方米增加0.001微克，肺癌死亡率就會增加5%。如果和飄塵顆粒物中的鎳、鎘、鉻、砷等致癌物質結合將增大其致癌性。這些致癌物質常常在汙染嚴重的空氣中濃度較高，並且與當地居民肺癌的增加有密切的關係。
3.大氣汙染對神經係統和心血管係統健康的影響
大氣汙染物不僅通過呼吸道進入人體，也可進入血液，對人體的其他部位產生毒害作用，造成神經係統、心血管係統、骨骼係統等全身重要器官的損害。一氧化碳是煤、石油等礦物燃料燃燒不完全時所產生的一種氣態汙染物，香煙中也含有大量的一氧化碳。一氧化碳經呼吸道吸入時不產生刺激作用，因而不易被察覺。進入人體後，一氧化碳很快與紅細胞中的血紅蛋白結合，形成碳氧血紅蛋白，使血紅蛋白的攜氧能力降低，最終導致組織缺氧。由於神經係統和心血管係統的組織對缺氧特別敏感，所以容易導致神經係統和心血管係統的功能紊亂。如果長時間接觸一氧化碳超標濃度的空氣環境，則可導致神經係統和心血管係統的慢性器質性損害。另外，如果空氣中二氧化碳的濃度過高，也會導致組織缺氧，出現呼吸急促、乏力、頭痛、眩暈、驚厥等症狀。空氣中的甲醛，飄塵中的鉛、砷、汞等都對神經組織具有毒性作用。
4.大氣汙染對免疫係統的影響
大氣中的飄塵顆粒汙染物吸入肺後在肺中聚集，首先影響局部的免疫功能，使抗細菌、抗病毒的能力下降；顆粒汙染物還可使呼吸道纖毛運動能力降低，使附著在呼吸道表麵的異物難於清除，從而導致機體抵抗力下降；顆粒汙染物對肺組織中的免疫巨噬細胞具有明顯的毒性作用，降低巨噬細胞的吞噬能力，從而降低肺的免疫功能。