En kemisk reaktion mellan ultraviolett solstrålning och en atmosfär förorenad med kolväten och kväveoxider orsakar fotokemisk smog. Detta är särskilt vanligt från bilavgaser. Smog kan hända både under dagen och på natten, men fotokemisk smog händer bara i närvaro av solljus. Fotokemisk smog är ett utbrett problem över hela världen när luftföroreningarna ökar.
Fotokemisk smog händer när kväveoxider och flyktiga organiska föreningar reagerar tillsammans i närvaro av solljus som en katalysator och bildar ozon vid lägre nivåer. Kväveoxiderna kommer från fordonsavgaser och flyktiga organiska föreningar kommer från många kemikalier, såsom färg och rengöringsmedel. Effekten av smog på människors hälsa och miljön är allvarlig och skadlig. De giftiga kemikalierna som bildas i en fotokemisk smog kan irritera näsgångar och ögon. Andningsproblem kan förvärras på grund av långvarig exponering för smogförhållanden. Några av de toxiner som skapas av kemiska reaktioner i den fotokemiska smogen är cancerframkallande. Smogens sura natur kan också orsaka miljöskador och strukturellt förfall i bostäder.
Städer med geografi som inte tillåter korrekt spridning av utsläpp från vind och hjälper röken att fångas av extrema väderförhållanden upplever sommarsmog. Överflödet av solljus och höga temperaturer under sommaren påskyndar kemiska reaktioner i atmosfären, som blandas med fukt skapar tät smog. Ibland leder temperaturinversioner på högre höjder till bildandet av sommarfotokemisk smog genom att fånga ett fuktigt luftskikt under ett lager varm luft, som håller upp föroreningarna. Kuststäder omgivna av kullar eller berg är främsta kandidater för sommarsmog.
Vintersmog skapas i huvudsak av överdriven användning av fossila bränslen för att värma upp hus och byggnader. Vinterfotokemisk smog bildas under extrema väderförhållanden, särskilt under vintern. Detta beror på att under extremt kalla förhållanden, befolkningar i städer som har ett stort antal eldstäder använder kol eller andra brännbara ämnen som genererar betydande mängder rök och föroreningar. Dessa luftföroreningar uppträder på de lägre nivåerna i atmosfären. Den kalla och fuktiga luften behåller utsläppen under en längre tid genom kemiska reaktioner som sker långsammare. Städer inhägnad av omgivande högre höjder, som upplever kraftiga snöfall, möter smog regelbundet.