Eine chemische Reaktion zwischen ultravioletter Sonnenstrahlung und einer mit Kohlenwasserstoffen und Stickstoffoxiden belasteten Atmosphäre verursacht photochemischen Smog. Dies ist insbesondere bei Autoabgasen üblich. Smog kann sowohl tagsüber als auch nachts auftreten, aber photochemischer Smog entsteht nur in Gegenwart von Sonnenlicht. Photochemischer Smog ist weltweit ein weit verbreitetes Problem, da die Luftschadstoffe zunehmen.
Photochemischer Smog entsteht, wenn Stickoxide und flüchtige organische Verbindungen in Gegenwart von Sonnenlicht als Katalysator miteinander reagieren und in niedrigeren Konzentrationen Ozon bilden. Die Stickoxide stammen aus Fahrzeugabgasen und flüchtige organische Verbindungen stammen aus vielen Chemikalien wie Lacken und Reinigungsmitteln. Die Auswirkungen von Smog auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt sind schwerwiegend und schädlich. Die giftigen Chemikalien, die in einem photochemischen Smog entstehen, können Nasengänge und Augen reizen. Atemprobleme können sich durch längere Exposition gegenüber Smog-Bedingungen verschlimmern. Einige der Giftstoffe, die durch chemische Reaktionen im photochemischen Smog entstehen, sind krebserregend. Die saure Natur des Smogs kann auch Umweltschäden und baulichen Verfall in Wohngebäuden verursachen.
Städte mit einer geografischen Lage, die keine ordnungsgemäße Verteilung der Emissionen durch Wind zulässt und dazu beiträgt, dass der Rauch durch extreme Wetterbedingungen eingeschlossen wird, erleben Sommersmog. Die Fülle an Sonnenlicht und die hohen Temperaturen im Sommer beschleunigen chemische Reaktionen in der Atmosphäre, die zusammen mit Feuchtigkeit dichten Smog erzeugen. Manchmal führen Temperaturinversionen in höheren Lagen zur Bildung von photochemischem Sommersmog, indem eine feuchte Luftschicht unter einer warmen Luftschicht eingeschlossen wird, die die Schadstoffe zurückhält. Küstenstädte, die von Hügeln oder Bergen umgeben sind, sind die besten Kandidaten für den Sommersmog.
Wintersmog entsteht im Wesentlichen durch den übermäßigen Einsatz fossiler Brennstoffe zum Heizen von Häusern und Gebäuden. Photochemischer Smog im Winter bildet sich bei extremen Wetterbedingungen, insbesondere im Hochwinter. Dies liegt daran, dass bei extremer Kälte die Bevölkerung von Städten mit einer großen Anzahl von Herdbeheizte Häuser verwenden Kohle oder andere brennbare Stoffe, die erhebliche Mengen an Rauch erzeugen und Schadstoffe. Diese Luftschadstoffe treten in den unteren Konzentrationen der Atmosphäre auf. Die kalte und feuchte Luft hält die Emissionen durch die langsamer ablaufenden chemischen Reaktionen länger zurück. Städte, die von umliegenden höheren Lagen umgeben sind und in denen es starke Schneefälle gibt, sind regelmäßig Smog ausgesetzt.