Cheminė reakcija tarp saulės ultravioletinių spindulių ir atmosferos, užterštos angliavandeniliais ir azoto oksidais, sukelia fotocheminį smogą. Tai ypač būdinga automobilių išmetamosioms dujoms. Smogas gali atsitikti tiek dieną, tiek naktį, tačiau fotocheminis smogas vyksta tik esant saulės šviesai. Fotocheminis smogas yra plačiai paplitusi problema visame pasaulyje, nes oro teršalai didėja.
Fotocheminis smogas įvyksta, kai azoto oksidai ir lakieji organiniai junginiai, reaguodami kartu su saulės spinduliais, yra katalizatoriai, o žemesniuose lygiuose susidaro ozonas. Azoto oksidai gaunami iš transporto priemonės išmetamųjų dujų, o lakieji organiniai junginiai - iš daugelio chemikalų, tokių kaip dažai ir valymo priemonės. Smogo poveikis žmonių sveikatai ir aplinkai yra rimtas ir kenksmingas. Fotocheminiame smoge susidarančios nuodingos cheminės medžiagos gali dirginti nosies kanalus ir akis. Kvėpavimo problemos gali paūmėti dėl ilgalaikio smogo sąlygų. Kai kurie toksinai, susidarantys cheminių reakcijų metu fotocheminiame smoge, yra kancerogeniniai. Rūgštus smogo pobūdis taip pat gali pakenkti aplinkai ir struktūriškai sunykti būstuose.
Miestai, kurių geografija neleidžia tinkamai išsklaidyti vėjo išmetamų teršalų ir padeda dūmams įstrigti dėl ekstremalių oro sąlygų, patiria vasaros smogą. Saulės šviesos gausa ir aukšta temperatūra vasarą pagreitina atmosferos chemines reakcijas, kurios, susimaišiusios su drėgme, sukuria tankų smogą. Kartais dėl didesnio aukščio temperatūros inversijų susidaro vasaros fotocheminis smogas, sulaikydamas drėgną oro sluoksnį po šilto oro sluoksniu, kuris sulaiko teršalus. Pakrantės miestai, apsupti kalvų ar kalnų, yra pagrindiniai kandidatai į vasaros smogą.
Žiemos smogas iš esmės susidaro dėl pernelyg didelio iškastinio kuro naudojimo namams ir pastatams šildyti. Žiemos fotocheminis smogas susidaro ekstremaliomis oro sąlygomis, ypač žiemos metu. Taip yra todėl, kad ypač šaltomis sąlygomis miestų, kuriuose yra daugybė, populiacijos židinio šildomuose namuose naudojama anglis ar kiti degūs degikliai, kurie sukelia didelį kiekį dūmų ir teršalų. Šie oro teršalai atsiranda žemesniame atmosferos lygyje. Šaltas ir drėgnas oras ilgesnį laiką išlaiko teršalus per lėtesnį greitį vykstančias chemines reakcijas. Miestai, susidedantys iš aplinkinių aukštesnių vietų, kur iškrenta gausus sniegas, reguliariai susiduria su smogu.
