ปฏิกิริยาเคมีระหว่างรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์กับบรรยากาศที่ปนเปื้อนด้วยไฮโดรคาร์บอนและออกไซด์ของไนโตรเจนทำให้เกิดหมอกควันจากสารเคมีในแสง นี่เป็นเรื่องปกติโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากไอเสียรถยนต์ หมอกควันสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในเวลากลางวันและกลางคืน แต่หมอกควันจากโฟโตเคมิคอลจะเกิดขึ้นเมื่อมีแสงแดดเท่านั้น หมอกควันไฟเคมีเป็นปัญหาที่แพร่หลายไปทั่วโลกเมื่อมลพิษทางอากาศเพิ่มขึ้น
หมอกควันไฟเคมีเกิดขึ้นเมื่อไนโตรเจนออกไซด์และสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายทำปฏิกิริยาร่วมกันในที่ที่มีแสงแดดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและก่อให้เกิดโอโซนในระดับที่ต่ำกว่า ไนโตรเจนออกไซด์มาจากท่อไอเสียรถยนต์ และสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายมาจากสารเคมีหลายชนิด เช่น สีและสารทำความสะอาด ผลกระทบของหมอกควันต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมนั้นร้ายแรงและเป็นอันตราย สารเคมีที่เป็นพิษซึ่งก่อตัวในหมอกควันเคมีเชิงแสงสามารถทำให้ระคายเคืองทางจมูกและดวงตาได้ ปัญหาการหายใจอาจรุนแรงขึ้นเนื่องจากการสัมผัสกับหมอกควันเป็นเวลานาน สารพิษบางชนิดที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีในหมอกควันเคมีเชิงแสงเป็นสารก่อมะเร็ง ลักษณะที่เป็นกรดของหมอกควันยังสามารถก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมและการสลายตัวของโครงสร้างในบ้านเรือน
เมืองที่มีสภาพภูมิศาสตร์ที่ไม่อนุญาตให้มีการปล่อยมลพิษอย่างเหมาะสมโดยลม และช่วยให้ควันติดกับสภาพอากาศที่รุนแรงได้สัมผัสกับหมอกควันในฤดูร้อน แสงแดดที่อุดมสมบูรณ์และอุณหภูมิสูงในฤดูร้อนเร่งปฏิกิริยาเคมีในบรรยากาศ ซึ่งเมื่อรวมกับความชื้นแล้ว ทำให้เกิดหมอกควันหนาแน่น ในบางครั้ง อุณหภูมิที่ผกผันที่ระดับความสูงที่สูงขึ้นนำไปสู่การก่อตัวของหมอกควันเคมีในฤดูร้อนโดยการกักชั้นอากาศชื้นใต้ชั้นอากาศอุ่นซึ่งกักเก็บมลพิษไว้ เมืองชายฝั่งที่ล้อมรอบด้วยเนินเขาหรือภูเขาเป็นประเทศที่มีหมอกควันในฤดูร้อน
หมอกควันในฤดูหนาวเกิดจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลมากเกินไปเพื่อทำให้บ้านและอาคารร้อนขึ้น หมอกควันในฤดูหนาวจะก่อตัวขึ้นในสภาพอากาศที่รุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงฤดูหนาว ทั้งนี้เนื่องจากในช่วงที่อากาศหนาวจัด ประชากรของเมืองที่มีจำนวนมาก บ้านที่มีเตาอุ่นใช้ถ่านหินหรือสารที่ติดไฟได้อื่น ๆ ที่สร้างควันและ มลพิษ มลพิษทางอากาศเหล่านี้ปรากฏขึ้นที่ระดับล่างในชั้นบรรยากาศ อากาศที่เย็นและชื้นจะคงการปล่อยมลพิษไว้ได้นานขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในอัตราที่ช้าลง เมืองที่ล้อมรอบด้วยพื้นที่สูงโดยรอบ ซึ่งมีหิมะตกหนัก ต้องเผชิญกับหมอกควันเป็นประจำ