Хемијска реакција између сунчевог ултраљубичастог зрачења и атмосфере загађене угљоводоницима и оксидима азота изазива фотохемијски смог. Ово је посебно често из издувних гасова аутомобила. Смог се може догодити и дању и ноћу, али фотохемијски смог се дешава само у присуству сунчеве светлости. Фотохемијски смог је широко распрострањен проблем широм света како се загађивачи ваздуха повећавају.
Фотохемијски смог се дешава када азотни оксиди и испарљива органска једињења реагују заједно у присуству сунчеве светлости као катализатор и стварају озон на нижим нивоима. Азотни оксиди потичу из издувних гасова возила, а испарљива органска једињења потичу из многих хемикалија, попут боје и средстава за чишћење. Ефекти смога на здравље људи и животну средину су озбиљни и штетни. Отровне хемикалије настале у фотохемијском смогу могу иритирати носне пролазе и очи. Проблеми са дисањем могу се погоршати услед дужег излагања условима смога. Неки од токсина створених хемијским реакцијама у фотохемијском смогу су канцерогени. Кисела природа смога такође може проузроковати еколошку штету и структурно пропадање у становима.
Градови са географијом која не дозвољава правилно ширење емисија ветром и помаже диму да се ухвати у екстремним временским условима доживљавају летњи смог. Обиље сунчеве светлости и високе температуре током лета убрзавају хемијске реакције у атмосфери, што помешано са влагом ствара густи смог. Понекад температурне инверзије на већим надморским висинама доводе до стварања летњег фотохемијског смога заробљавањем влажног слоја ваздуха испод слоја топлог ваздуха који задржава загађиваче. Приморски градови окружени брдима или планинама главни су кандидати за летњи смог.
Зимски смог је у основи створен прекомерном употребом фосилних горива за загревање домова и зграда. Зимски фотохемијски смог настаје током екстремних временских услова, посебно током јесење зиме. То је зато што током изузетно хладних услова популација градова који имају велики број домови у којима се греје огњиште користе угаљ или друге запаљиве материје које стварају знатне количине дима и загађивачи. Ови загађивачи ваздуха појављују се на нижим нивоима у атмосфери. Хладан и влажан ваздух задржава емисију дуже време кроз хемијске реакције које се одвијају спорије. Градови који се боксају у околним вишим узвишењима, која доживљавају велике снежне падавине, редовно се суочавају са смогом.