Ve spodní části atmosféry, v troposféře, dochází neustále k řadě chemických procesů, kterých se účastní tzv. stopové plyny. Ačkoli jsou koncentrace těchto látek ve vzduchu velmi nízké, mají (samy nebo produkty jejich reakcí) značný vliv na živé organismy, se kterými se dostávají do styku. Většina stopových plynů v atmosféře pochází z přirozených zdrojů, u některých z nich se ale v tomto století ve značné míře podílejí na jejich produkci lidská činnost v průmyslu, dopravě a zemědělství (např. oxid dusný, oxid siřičitý, oxid uhelnatý, uhlovodíky a chlorované sloučeniny). Díky vysokému obsahu kyslíku v atmosféře jsou chemické reakce látek emitovaných do troposféry téměř výlučně oxidační. Vzhledem k relativně nízkým teplotám a nízkým koncentracím škodlivin je ovšem nutná iniciace těchto dějů, kterou vesměs zprostředkuje sluneční záření - přeměnám škodlivin v ovzduší tedy předcházejí fotochemické reakce štěpení jejich molekul světelným kvantem na vysoce reaktivní radikály. Konečnými produkty reakčních mechanismů bývají zpravidla kyseliny sírová, dusičná a chlorovodíková (které tvoří tzv. kyselý neboli londýnský smog), oxid uhličitý, voda a v případě dostatečně vysoké koncentrace oxidu dusného ze spalovacích motorů také ozón (hlavní součást fotosmogu, nazývaného také Los-Angeles-Smog). Výsledné produkty a jejich účinky na živé organismy a na majetek se nazývají imise a místo jejich působení je značně závislé na momentální povětrnostní situaci. Za normálního počasí teplý vzduch stoupá z ohnisek znečištění vzhůru a většina škodlivin je unášena vzdušnými proudy do té doby, než jako součást deště nebo sama zvolna klesne a uloží se na zemský povrch (zpravidla na horských hřebenech). V případě inverzního počasí jsou spodní vrstvy vzduchu chladnější než vrstvy vyšší a nedochází proto k žádnému promíchávání. Koncentrace škodlivých látek a produktů jejich reakcí v místě jejich původu stále narůstá a někdy dosahuje životu nebezpečných hodnot (smog obou typů vzniká zpravidla v této situaci). Mezi nejzávažnější důsledky působení škodlivin z ovzduší patří
- ohrožení životů lidí. Tento účinek bývá dlouhodobý a někdy nelze stanovit prvotní příčinu vzhledem k časovému posunu (např. u onemocnění rakovinou) nebo kvůli současnému působení vlivů různého druhu. K přímým důsledkům imisí patří podráždění očních sliznic, poškození horních cest dýchacích a různá alergická onemocnění.