En kemisk reaktion mellem ultraviolet solstråling og en atmosfære, der er forurenet med kulbrinter og nitrogenoxider, forårsager fotokemisk smog. Dette er især almindeligt fra biludstødning. Smog kan ske både om dagen og om natten, men fotokemisk smog sker kun i nærvær af sollys. Fotokemisk smog er et udbredt problem over hele verden, når luftforurenende stoffer stiger.
Fotokemisk smog sker, når nitrogenoxider og flygtige organiske forbindelser reagerer sammen i nærværelse af sollys som en katalysator og danner ozon ved lavere niveauer. Kvælstofoxiderne kommer fra køretøjsudstødninger, og flygtige organiske forbindelser kommer fra mange kemikalier, såsom maling og rengøringsmidler. Effekten af smog på menneskers sundhed og miljøet er alvorlig og skadelig. De giftige kemikalier dannet i en fotokemisk smog kan irritere næsepassager og øjne. Åndedrætsproblemer kan forværres på grund af langvarig eksponering for smogforhold. Nogle af de toksiner, der dannes ved kemiske reaktioner i fotokemisk smog, er kræftfremkaldende. Smogens sure natur kan også forårsage miljøskader og strukturelt forfald i boliger.
Byer med geografi, der ikke tillader korrekt spredning af emissioner fra vind og hjælper røg med at blive fanget af ekstreme vejrforhold, oplever sommersmog. Overfladen af sollys og høje temperaturer i løbet af sommeren fremskynder kemiske reaktioner i atmosfæren, som, blandet med fugtighed, skaber tæt smog. Til tider fører temperaturinversioner i højere højder til dannelse af sommerkemisk smog ved at fange et fugtigt luftlag under et lag varm luft, der holder forureningen op. Kystbyer omgivet af bakker eller bjerge er hovedkandidater til sommersmog.
Vintersmog er hovedsageligt skabt af overdreven brug af fossile brændstoffer til opvarmning af hjem og bygninger. Vinterfotokemisk smog dannes under ekstreme vejrforhold, især i vinterhøjden. Dette skyldes, at befolkninger i byer, der har et stort antal, under ekstremt kolde forhold ildsteder med opvarmning bruger kul eller andre brændbare stoffer, der genererer betydelige mængder røg og forurenende stoffer. Disse luftforurenende stoffer vises på de lavere niveauer i atmosfæren. Den kolde og fugtige luft bevarer emissionerne i længere tid gennem de kemiske reaktioner, der finder sted i en langsommere hastighed. Byer, der er indrammet af omgivende højere højder, som oplever kraftigt snefald, står regelmæssigt over for smog.
