Ķīmiskā reakcija starp saules ultravioleto starojumu un atmosfēru, kas piesārņota ar ogļūdeņražiem un slāpekļa oksīdiem, izraisa fotoķīmisko smogu. Tas ir īpaši izplatīts automobiļu izplūdes gāzēs. Smogs var notikt gan dienā, gan naktī, bet fotoķīmiskais smogs notiek tikai saules gaismas klātbūtnē. Fotoķīmiskais smogs ir plaši izplatīta problēma visā pasaulē, jo gaisa piesārņotāji palielinās.
Fotoķīmiskais smogs notiek, kad slāpekļa oksīdi un gaistošie organiskie savienojumi saules staru klātbūtnē kā katalizators reaģē kopā un zemākā līmenī veido ozonu. Slāpekļa oksīdi nāk no transportlīdzekļu izplūdes gāzēm, un gaistošie organiskie savienojumi nāk no daudzām ķīmiskām vielām, piemēram, krāsām un tīrīšanas līdzekļiem. Smoga ietekme uz cilvēku veselību un vidi ir nopietna un kaitīga. Fotoķīmiskajā smogā izveidojušās toksiskās ķīmiskās vielas var kairināt deguna ejas un acis. Elpošanas problēmas var saasināties ilgstošas smoga apstākļu dēļ. Daži toksīni, ko rada ķīmiskās reakcijas fotoķīmiskajā smogā, ir kancerogēni. Skābā smoga daba var arī nodarīt kaitējumu videi un strukturālu sabrukšanu mājokļos.
Pilsētas ar ģeogrāfiju, kas nepieļauj pienācīgu vēja radīto emisiju izkliedi un palīdz dūmiem ieslodzīties ekstremālos laika apstākļos, piedzīvo vasaras smogu. Saules gaismas pārpilnība un augstā temperatūra vasaras laikā paātrina ķīmiskās reakcijas atmosfērā, kas, sajaucoties ar mitrumu, rada blīvu smogu. Reizēm temperatūras inversijas lielākos augstumos noved pie vasaras fotoķīmiskā smoga veidošanās, notverot mitru gaisa slāni zem siltā gaisa slāņa, kas notur piesārņotājus. Kalnu vai kalnu ieskautās piekrastes pilsētas ir galvenie kandidāti vasaras smogam.
Ziemas smogu galvenokārt rada pārmērīga fosilā kurināmā izmantošana māju un ēku apsildīšanai. Ziemas fotoķīmiskais smogs veidojas ekstremālos laika apstākļos, īpaši ziemas augstumā. Tas ir tāpēc, ka ārkārtīgi aukstos apstākļos to pilsētu iedzīvotāji, kurās ir daudz ar pavardu apsildāmās mājās tiek izmantotas ogles vai citas degošas vielas, kas rada ievērojamu daudzumu dūmu un piesārņotāji. Šie gaisa piesārņotāji parādās zemākajos atmosfēras līmeņos. Aukstais un mitrais gaiss ilgāk saglabā emisijas, izmantojot ķīmiskās reakcijas, kas notiek lēnāk. Pilsētas, kuras ieskauj apkārtējie augstākie līmeņi, kur ir spēcīgi sniegputeņi, regulāri saskaras ar smogu.