כל עוד בני האדם שלטו באש, הם שיחררו מזהמי אוויר לאטמוספירה. אך לפני המהפכה התעשייתית לא היה מספיק גז מפעילות אנושית כדי להשפיע באופן משמעותי על כדור הארץ כולו. אולם כיום מפעלים, תחנות כוח, כלי רכב ומכונות אחרות שורפים דלקים מאובנים ברחבי העולם המשחררים כמויות אדירות של חומרים מזיקים לאוויר. באזורים בהם הזיהום התרכז, היערות הושמדו בגשם חומצי, אוכלוסיות רבות סובלות מבעיות נשימה כרוניות ואנשים מתים בטרם עת בגלל זיהום אוויר.
תחמוצות גופרית
תחמוצות גופרית מיוצרות בתהליכים תעשייתיים רבים, כולל כאלה הכוללים בעירה של דלקים המכילים גופרית, כגון דלק דיזל. תחנות כוח תורמות לייצור גופרית דו-חמצנית. דלק, שמפעיל את מרבית משלוחי ההובלה העולמיים, מכיל גם כמויות משמעותיות של גופרית שמשתחררת עם צריכת הדלק. במאמץ להפחית את פליטת הגופרית, רוב הסולר המיוצר כיום מיועד לסולר בעל גופרית נמוכה במיוחד. באטמוספירה, תחמוצות גופרית תורמות לגשם חומצי ובכמויות גדולות עלולות לגרום לבעיות נשימה.
תחמוצות חנקן
כמו תחמוצות גופרית, תחמוצות החנקן מיוצרות בעיקר בתהליכי בעירה במפעלים או בתדירות גבוהה יותר על ידי כלי רכב. ריכוזים גבוהים של תחמוצות חנקן יוצרים ערפל ערפל חום אדמדם שנראה מעל אזורי מטרופולין גדולים. תחמוצות חנקן מגיבות גם עם תרכובות אורגניות נדיפות כאשר הן נחשפות לאור השמש והחום ליצירת אוזון, שהוא עוד גז מזיק בריכוזים גדולים. באזורים עם רמות גבוהות של תחמוצת חנקן, עלולות להתפתח בעיות נשימה כגון אסטמה וכתוצאה מכך עלול להיווצר מוות.
פחמן חד חמצני ופחמן דו חמצני
פחמן חד חמצני הוא גז רעיל וחסר ריח שנוצר על ידי בעירה. מכיוון שהוא עלול להרוג בשקט, בבתים יש לעתים קרובות גלאי פחמן חד חמצני. נשימה בפחמן חד חמצני עלולה לגרום למוות ויכולה להתרחש בגלל הפעלת מנוע רכב במוסך סגור, למשל. פחמן חד חמצני יכול לחדור לזרם הדם האנושי ולהשפיע על העברת חמצן בכל הגוף. פחמן דו חמצני הוא גם גז אך אין לו את אותם סוגים של השפעות כמו פחמן חד חמצני. פחמן דו חמצני ידוע באופן נרחב כפועל כגז חממה ויכול לתרום גם לגשם חומצי.
אוֹזוֹן
אוזון, שעשוי משלושה אטומי חמצן המקושרים זה לזה, נמצא בשני מקומות על פני כדור הארץ. הראשון נמצא גבוה באווירה שבה הוא מגן על פני השטח מפני אור שמש אולטרה סגול. השנייה נמצאת ממש בגובה הקרקע שם היא מסוכנת לבריאות. האוזון נוצר מתחמוצות חנקן ומהווה מרכיב עיקרי בערפיח העשוי בדרך כלל ברחבי הערים, בעיקר בחודשי הקיץ החמים. כמו מזהמים אחרים, האוזון משפיע על מערכת הנשימה האנושית אך הוא יכול גם לעכב את צמיחתם של צמחים רגישים, אשר בתורם משפיעים על שאר שרשרת המזון ומחזור הפחמן.