Una reazione chimica tra la radiazione solare ultravioletta e un'atmosfera inquinata da idrocarburi e ossidi di azoto provoca smog fotochimico. Questo è particolarmente comune dagli scarichi delle automobili. Lo smog può verificarsi sia di giorno che di notte, ma lo smog fotochimico si verifica solo in presenza di luce solare. Lo smog fotochimico è un problema diffuso in tutto il mondo a causa dell'aumento degli inquinanti atmosferici.
Lo smog fotochimico si verifica quando gli ossidi di azoto e i composti organici volatili reagiscono insieme in presenza della luce solare come catalizzatore e formano ozono a livelli inferiori. Gli ossidi di azoto provengono dagli scarichi dei veicoli e i composti organici volatili provengono da molte sostanze chimiche, come vernici e detergenti. Gli effetti dello smog sulla salute umana e sull'ambiente sono gravi e dannosi. Le sostanze chimiche tossiche che si formano in uno smog fotochimico possono irritare i passaggi nasali e gli occhi. I problemi respiratori possono aggravarsi a causa dell'esposizione prolungata alle condizioni di smog. Alcune delle tossine create dalle reazioni chimiche nello smog fotochimico sono cancerogene. La natura acida dello smog può anche causare danni ambientali e degrado strutturale nelle abitazioni.
Le città con una geografia che non consente la corretta dispersione delle emissioni dal vento e aiuta il fumo a rimanere intrappolato da condizioni meteorologiche estreme sperimentano lo smog estivo. L'abbondanza di luce solare e le alte temperature durante l'estate accelerano le reazioni chimiche nell'atmosfera che, mescolate all'umidità, creano smog denso. A volte, le inversioni di temperatura a quote più elevate portano alla formazione di smog fotochimico estivo intrappolando uno strato di aria umida sotto uno strato di aria calda, che trattiene gli inquinanti. Le città costiere circondate da colline o montagne sono le principali candidate per lo smog estivo.
Lo smog invernale è essenzialmente creato dall'uso eccessivo di combustibili fossili per riscaldare case ed edifici. Lo smog fotochimico invernale si forma durante condizioni meteorologiche estreme, in particolare durante il culmine dell'inverno. Questo perché durante condizioni estremamente fredde, le popolazioni delle città che hanno un gran numero di le case riscaldate a focolare utilizzano carbone o altri combustibili che generano notevoli quantità di fumo e inquinanti. Questi inquinanti atmosferici appaiono ai livelli più bassi nell'atmosfera. L'aria fredda e umida trattiene le emissioni più a lungo attraverso le reazioni chimiche che avvengono a ritmo più lento. Le città circondate da altitudini più elevate circostanti, che subiscono abbondanti nevicate, affrontano regolarmente lo smog.