A nap ultraibolya sugárzása és a szénhidrogénekkel és nitrogén-oxidokkal szennyezett légkör közötti kémiai reakció fotokémiai szmogot okoz. Ez különösen gyakori az autó kipufogógázaiban. A szmog mind nappal, mind éjszaka előfordulhat, de a fotokémiai szmog csak napfény jelenlétében fordul elő. A fotokémiai szmog az egész világon elterjedt probléma, mivel a légszennyező anyagok növekednek.
Fotokémiai szmog akkor fordul elő, amikor a nitrogén-oxidok és az illékony szerves vegyületek napfény jelenlétében katalizátorként reagálnak, és alacsonyabb szinten ózont képeznek. A nitrogén-oxidok a jármű kipufogógázaiból származnak, az illékony szerves vegyületek pedig számos vegyi anyagból, például festékből és tisztítószerből származnak. A szmognak az emberi egészségre és a környezetre gyakorolt hatása súlyos és káros. A fotokémiai szmogban képződő mérgező vegyi anyagok irritálhatják az orrjáratokat és a szemet. A légzési problémák súlyosbodhatnak a szmog körülmények hosszú távú kitettsége miatt. A fotokémiai szmogban kémiai reakciók által létrehozott toxinok egy része karcinogén. A szmog savas jellege környezeti károkat és szerkezeti bomlást is okozhat a lakásokban.
Azok a városok, amelyek földrajzi elhelyezkedése nem teszi lehetővé a szélkibocsátás megfelelő eloszlását, és segít a füst beszorulásában az extrém időjárási viszonyok miatt, nyári szmogot tapasztalnak. A napsütéses napsütés és a magas hőmérséklet a nyári időszakban felgyorsítja a légkör kémiai reakcióit, amelyek páratartalommal vegyülve sűrű szmogot hoznak létre. Időnként a nagyobb magasságokban történő hőmérsékleti inverziók a nyári fotokémiai szmog kialakulásához vezetnek, amikor egy nedves levegőréteget csapnak be egy meleg levegő réteg alá, amely visszatartja a szennyező anyagokat. A dombok vagy hegyek által körülvett tengerparti városok a nyári szmog elsődleges jelöltjei.
A téli szmogot alapvetően az okozza, hogy a fosszilis tüzelőanyagokat túlzott mértékben használják fel otthonok és épületek fűtésére. A téli fotokémiai szmog extrém időjárási körülmények között, különösen a tél magasságában alakul ki. Ennek oka, hogy rendkívül hideg körülmények között a nagyszámú városok lakossága kandallóval fűtött házakban szén vagy más éghető anyagokat használnak, amelyek jelentős mennyiségű füstöt és szennyező anyagok. Ezek a légszennyező anyagok a légkör alacsonyabb szintjein jelennek meg. A hideg és nedves levegő hosszabb ideig megtartja az emissziót a lassabban lejátszódó kémiai reakciók révén. Azok a városok, amelyeket a magasabban fekvő, magas havazások tapasztalnak, rendszeresen szmogosak.