Dwutlenek siarki (SO₂) powstaje głównie w procesie spalania paliw stałych zawierających zwykle domieszki siarki i jej związków. Ma działanie toksyczne, atakuje najczęściej drogi oddechowe i struny głosowe. Po wniknięciu do ściany dróg oddechowych przenika do krwi i dalej do całego organizmu. Kumuluje się w ściankach tchawicy i oskrzelach oraz w wątrobie, śledzionie, mózgu i węzłach chłonnych. Duże stężenie SO₂ może prowadzić również do zmian w rogówce oka. Szczególną szkodliwość na zdrowie człowieka przypisuje się jednoczesnemu skażeniu powietrza SO₂ i siarczanami, jak też mieszaniną SO₂, cząstek stałych i innych substancji powstających przy spalaniu kopalin.

Tlenki azotu (NO_x) - główne rodzaje występujących w atmosferze tlenków to tlenek azotu (NO) i dwutlenek azotu (NO₂). NO jest gazem bardziej aktywnym i szybko utlenia się do NO₂. Tlenek azotu ma działanie toksyczne. Obniża odporność organizmu na infekcje bakteryjne, działa drażniąco na oczy i drogi oddechowe, jest przyczyną zaburzeń w oddychaniu, powoduje choroby alergiczne (m.in. astmę). Tlenki azotu są prekursorami powstających w glebie związków rakotwórczych i mutagennych. W połączeniu z gazowymi węglowodorami tworzą w określonych warunkach atmosferycznych zjawisko smogu fotochemicznego (tzw. letniego). Po utlenieniu w obecności pary wodnej, mają również udział w tworzeniu kwaśnych deszczów i ich niszczącym działaniu.

Pyły powodują podrażnienia naskórka i śluzówki. Najniebezpieczniejsze są pyły najdrobniejsze o wielkości cząstki do 5 μg/m3, które z łatwością przenikają do organizmu wywołując jego zatrucie, zapalenia górnych dróg oddechowych, pylicę, nowotwory płuc, choroby alergiczne i astmę.

Tlenek węgla (CO) powstaje w wyniku niezupełnego spalania węgla. Jest niezwykle groźny, silnie toksyczny. Powoduje ciężkie zatrucia (zaczadzenie). Najbardziej wrażliwy na jego działanie jest mózg. Około 80% zawartego w powietrzu CO jest wiązana z hemoglobiną we krwi, tworząc karboksyhemoglobinę (HbCO), niezdolną do przenoszenia tlenu, co prowadzi do niedotlenienia tkanek. Przy zawartości ok. 20% HbCO we krwi mówimy o tzw. "ostrym zespole mózgowym" charakteryzującym się spadkiem czujności i rozróżniania, sennością, dezorientacją, w końcu może dojść do śpiączki i śmierci. Po długiej ekspozycji w warunkach wysokiego stężenia CO może nastąpić również uszkodzenie mięśnia sercowego.

Ozon (O₃) w naturalny sposób powstaje na wysokości 30-50 km. Na wysokości ok.25 km ozon już nie powstaje, jak również nie ulega rozpadowi. Powoli osiadając tworzy maksymalną koncentrację na wysokości ok. 23 km. Ta warstwa atmosfery to stratosfera, w której występuje prawie 90% ozonu. Do dolnych, gęstych warstw atmosfery ozon przenika w niewielkich ilościach, gdzie szybko ulega rozpadowi. Jest to troposfera, której pułap sięga (w zależności od szerokości geograficznej)wysokości 8-17 km, zawierająca około 10% ozonu. W stratosferze ozon stanowi swoistą "tarczę ochronną" chroniącą biosferę Ziemi, w troposferze jest niepożądany, gdyż należy do gazów cieplarnianych. Ozon troposferyczny jest zanieczyszczeniem wtórym. Powstaje w wyniku reakcji fotochemicznych zachodzących w powietrzu zanieczyszczonym tlenkami azotu, węglowodorami i tlenkiem węgla (są to głównie reakcje transformacji tlenowych związków azotu) pochodzących ze źródeł antropogenicznych, głównie transportu drogowego. Formowaniu ozonu sprzyja wysoka temperatura, duże nasłonecznienie i duża wilgotność powietrza. Przy wyższych stężeniach ozon powoduje podrażnienia oczu, głównie zapalenie spojówek, zmiany w parametrach widzenia, zmiany czynności płuc (szczególnie u dzieci), zwiększoną częstotliwość ataków astmy oraz wzrost zachorowalności na raka skóry.

Substancje które przyczyniają się do tworzenia ozonu przyziemnego w powietrzu:
tlenki azotu, tlenek węgla, etan, etylen, acetylen, propan, propylen, butan, i-butan, 1-buten, trans-2-buten, cis-2-buten, 1,3-butadien, pentan, i-pentan, 1-penten, 2-penten, izopren, heksan, i-heksan, heptan, oktan, i-oktan, benzen, toluen, etylobenzen, m+p-ksylen, o-ksylen, 1,2,4-trimetylobenzen, 1,2,3-trimetylobenzen, 1,3,5-trimetylobenzen, formaldehyd, węglowodory inne niż metan ogółem.

Amoniak (NH₃) jest gazem o charakterystycznym, gryzącym zapachu. Substancja szkodliwa, działa silnie drażniąco na błony śluzowe dróg oddechowych, oczu i na skórę. Wywołuje przykre uczucie pieczenia w gardle, kaszel, ślinotok, nudności, łzawienie bóle głowy. Przy dużych dawkach mogą powstać owrzodzenia prowadzące do przebicia, po czym następuje ciężkie uszkodzenie oka, mogące doprowadzić do utraty wzroku. U osób, które przeżyły zatrucie amoniakiem powstają z reguły nieodwracalne zmiany w płucach i drogach oddechowych. Częste przebywanie w atmosferze zawierającej amoniak może doprowadzić do przewlekłych nieżytów dróg oddechowych oraz zaburzeń w trawieniu i przemianie materii.

Benzen jest substancją działającą na organizm ludzki silnie toksyczne. Pary tej substancji powodują podrażnienie błon śluzowych i oczu, a w większych stężeniach również skóry. Główne objawy zatrucia są z działaniem na układ nerwowy. Następstwem zatrucia są:znużenie, bóle i zawroty głowy, oszołomienie, z pewną euforią przypominającą odurzenie alkoholowe, zupełna utrata sił i duszności, a w ciężkich wypadkach utrata przytomności.