Хімічна реакція між сонячним ультрафіолетовим випромінюванням та атмосферою, забрудненою вуглеводнями та оксидами азоту, викликає фотохімічний смог. Це особливо характерно для автомобільних вихлопних газів. Смог може траплятися як вдень, так і вночі, але фотохімічний смог буває лише за наявності сонячного світла. Фотохімічний смог є широко розповсюдженою проблемою у всьому світі, оскільки забруднювачі повітря зростають.
Фотохімічний смог трапляється, коли оксиди азоту та леткі органічні сполуки взаємодіють у присутності сонячного світла як каталізатор і утворюють озон на нижчих рівнях. Оксиди азоту походять від вихлопних газів автомобіля, а леткі органічні сполуки - від багатьох хімічних речовин, таких як фарба та засоби для чищення. Вплив смогу на здоров'я людини та навколишнє середовище є серйозним та шкідливим. Отруйні хімічні речовини, що утворюються у фотохімічному смогу, можуть дратувати носові проходи та очі. Проблеми з диханням можуть посилюватися через тривалий вплив умов смогу. Деякі токсини, що утворюються в результаті хімічних реакцій у фотохімічному смогу, є канцерогенними. Кисла природа смогу може також спричинити шкоду навколишньому середовищу та структурний розпад у житлах.
Міста з географічним положенням, яке не дозволяє належним чином розподілити викиди вітром і допомагає диму потрапити в пастку в екстремальних погодних умовах, відчувають літній смог. Велика кількість сонячного світла і високих температур влітку прискорює хімічні реакції в атмосфері, що, змішавшись з вологістю, створює щільний смог. Часом інверсія температури на більших висотах призводить до утворення літнього фотохімічного смогу, захоплюючи вологий шар повітря нижче шару теплого повітря, який затримує забруднюючі речовини. Прибережні міста, оточені пагорбами або горами, є головними кандидатами на літній смог.
Зимовий смог по суті створюється надмірним використанням викопного палива для обігріву будинків та будівель. Зимовий фотохімічний смог утворюється під час екстремальних погодних умов, особливо у розпал зими. Це пояснюється тим, що в умовах надзвичайно холодних умов населення міст, які мають велику кількість вогнища, що опалюються у вогнищі, використовують вугілля або інші горючі речовини, що утворюють значну кількість диму та забруднюючих речовин. Ці забруднювачі повітря з’являються на нижчих рівнях атмосфери. Холодне і вологе повітря довше утримує викиди завдяки хімічним реакціям, які відбуваються повільніше. Міста, що стикаються з оточуючими висотами, які зазнають сильних снігопадів, регулярно стикаються зі смогом.