對人危害
成年人平均每天需十幾公斤空氣，比食物和水的需要量多幾倍。受污染的大氣進入人體，可導緻呼吸、心血管、神經等系統疾病或其他疾病。在不利于污染物擴散的氣象條件下，污染物短時間内可在大氣中積聚到很高濃度，許多人（尤其是幼童和年老體弱者）因而患病甚至死亡。更多的情況則是人群長期受低濃度污染物的侵襲，體質下降或導緻某些慢性疾病。大氣污染的景象使人精神不愉快，也會影響工作效率和健康。
對動植物的危害
大氣受到嚴重污染時，動物會由于吸入有害物質而中毒或死亡。但大氣污染對動物的危害，往往是由于動物食用或飲用積累了大氣污染物的植物和水。對植物的危害是由于污染物使植物機體發生生理和生物化學的變化。急性傷害導緻細胞死亡，常在短時間内顯示出來。
慢性傷害影響植物正常的細胞活動或植物的遺傳系統，最終引起植物數量和群落的變化。植物受到慢性傷害通常不具有受到某一種污染物傷害的特征，因而與病蟲害的症狀相混淆。有時植物吸收有害物質在體内積累，本身并未出現症狀，卻能使攝食的動物受害。
對材料的損害
大氣污染是城市地區經濟損失的一大原因。這種損害有不同的形式，如腐蝕金屬、侵蝕建築材料、使橡膠制品脆裂、損壞藝術品、使有色材料褪色等。此外，顆粒物沉積在高壓輸電線絕緣器件上，在高濕度時可成為導體而造成短路事故。大氣污染物還能在電子器件接觸器上生成絕緣膜層。
大氣污染物對材料的損害機制有：磨損，直接的化學沖擊（如酸霧對材料的腐蝕），間接的化學沖擊（如皮革吸收的二氧化硫轉化為硫酸對皮革的腐蝕），電化學侵蝕。影響的因素則有濕度、溫度、陽光、風、物體位置等。
對大氣的影響
大氣中的污染物能改變大氣的性質和氣候的型式。二氧化碳吸收地面輻射，顆粒物散射陽光，可使地面溫度上升或降低。細微顆粒物可降低能見度，作為凝結核使雲量和降水增加，使霧的出現頻率增加和持續時間延長。大氣污染還可能改變大氣的電學性質。大氣污染形成的酸雨，已使世界上一些地區的生态受到明顯的傷害。
