Tvari koje degradiraju kvalitetu zraka koji udišemo poznate su kao onečišćivači zraka, a ubrzana stopa industrijalizacije diljem svijeta dovela je do visoke razine onečišćenja na globalnoj razini. Budući da zagađivači zraka mogu putovati strujama vjetra, onečišćujuće tvari nisu koncentrirane samo na industrijaliziranim područjima: mogu se naći i na udaljenim mjestima poput Antarktika. Biljke, životinje i ljudi pate od zdravstvenih problema kao posljedica zagađivača zraka, koji se ponekad skupljaju tako gusto da uzrokuju kemijsku maglu poznatu kao smog. Tri su primarna izvora onečišćenja zraka: kemijski, biološki i čestice.
Kemijski zagađivači zraka uključuju razne tvari koje nastaju izgaranjem kao što su dušikov oksid, ugljični dioksid, olovo i sumpor. Osim toga, tvari poput CFC-a smatraju se kemijskim zagađivačima zraka. Kemijsko onečišćenje svakodnevno emitiraju termoelektrane, automobili, rudnici, rafinerije i drugi slični proizvodni pogoni. Prerada cementa i metala poput one koja se koristi za stvaranje čelika također dodaje kemijske onečišćujuće tvari u atmosferu, kao i proizvodnja pesticida, herbicida i drugih kemikalija. Mnoge su zemlje donijele zakone o kontroli onečišćenja osmišljene za smanjenje tvorničkih emisija korištenjem filtara i moderniziranih postrojenja.
Biološki zagađivači zraka uključuju plijesni, pelud, gljivice, perut i bakterije. Ovi zagađivači su veći problem kada se razmatra kvaliteta zraka u zatvorenom prostoru, jer se obično raspršuju na otvorenom. Međutim, ljudi s teškim alergijama često pate tijekom proljeća, kada su razine peludi visoke, a plijesni i gljivice u zraku mogu izazvati alergijske reakcije kod osjetljivih osoba. Osim toga, ljudske nesreće mogu uzrokovati oslobađanje bioloških agenasa kao što je antraks.
Zagađenje česticama je onečišćenje zraka uzrokovano malim česticama u zraku. Postoje mnogi prirodni izvori onečišćenja česticama kao što su oluje prašine, požari i vulkanska aktivnost. Međutim, neki ljudski procesi također stvaraju onečišćenje česticama: većina proizvodnih pogona, na primjer, emitira kemijske i čestične onečišćujuće tvari. Ova vrsta onečišćenja smanjuje vidljivost, a također može jako otežati disanje: neke čestice onečišćujućih tvari u zraku također su štetne za udisanje, a dugotrajno izlaganje dovest će do zdravstvenih problema.
Zagađenje zraka utječe na svijet i ljude koji u njemu žive na više načina. Primarni problemi povezani s zagađivačima zraka su bolesti srca i pluća. Astma, emfizem i respiratorne alergije u globalnom su porastu zahvaljujući iritaciji onečišćujućih tvari iz zraka. Neki zagađivači izjedaju atmosferu, izlažući zemlju štetnom ultraljubičastom zračenju u visokim dozama. Zagađivači zraka također su primarni sastojak u stvarima kao što su kisele kiše, smog i druge vremenske pojave povezane s zagađenjem koje nose zdravstvene probleme i za životinje i za biljke.