O reacție chimică între radiația ultravioletă solară și o atmosferă poluată cu hidrocarburi și oxizi de azot provoacă smog fotochimic. Acest lucru este des întâlnit în special la evacuarea automobilelor. Smogul se poate întâmpla atât ziua, cât și noaptea, dar smogul fotochimic se întâmplă numai în prezența soarelui. Smogul fotochimic este o problemă răspândită în întreaga lume, pe măsură ce poluanții atmosferici cresc.
Smogul fotochimic se întâmplă atunci când oxizii de azot și compușii organici volatili reacționează împreună în prezența soarelui ca catalizator și formează ozon la niveluri mai scăzute. Oxizii de azot provin din evacuările vehiculelor, iar compușii organici volatili provin din multe substanțe chimice, cum ar fi vopseaua și agenții de curățare. Efectele smogului asupra sănătății umane și asupra mediului sunt grave și dăunătoare. Substanțele chimice toxice formate într-un smog fotochimic pot irita pasajele nazale și ochii. Problemele de respirație se pot agrava din cauza expunerii prelungite la condiții de smog. Unele dintre toxinele create de reacțiile chimice din smogul fotochimic sunt cancerigene. Natura acidă a smogului poate provoca, de asemenea, daune mediului și degradarea structurală a locuințelor.
Orașele cu o geografie care nu permite dispersarea corectă a emisiilor de către vânt și ajută fumul să fie prins de condițiile meteorologice extreme experimentează smogul de vară. Abundența soarelui și a temperaturilor ridicate în timpul verii accelerează reacțiile chimice în atmosferă, care, amestecate cu umiditatea, creează smog dens. Uneori, inversiunile de temperatură la altitudini mai mari duc la formarea smogului fotochimic de vară prin prinderea unui strat umed de aer sub un strat de aer cald, care reține poluanții. Orașele de coastă înconjurate de dealuri sau munți sunt principalii candidați pentru smogul de vară.
Smogul de iarnă este creat în esență prin utilizarea excesivă a combustibililor fosili pentru încălzirea caselor și clădirilor. Smogul fotochimic de iarnă se formează în condiții meteorologice extreme, în special în timpul culmii iernii. Acest lucru se datorează faptului că în condiții extrem de reci, populațiile orașelor care au un număr mare de casele încălzite cu focar folosesc cărbune sau alte combustibile care generează cantități considerabile de fum și poluanți. Acești poluanți atmosferici apar la nivelurile inferioare din atmosferă. Aerul rece și umed păstrează emisiile pentru o perioadă mai lungă de timp prin reacțiile chimice care au loc într-un ritm mai lent. Orașele încadrate de înălțimi mai înconjurătoare, care se confruntă cu ninsori abundente, se confruntă cu smog în mod regulat.