Vielas, kas pasliktina gaisa kvalitāti, ko mēs elpojam, sauc par gaisa piesārņotājiem, un visā pasaulē pieaugošais industrializācijas līmenis ir izraisījis augstu piesārņojuma līmeni visā pasaulē. Tā kā gaisa piesārņotāji var pārvietoties ar vēja straumēm, piesārņotāji nekoncentrējas tikai rūpnieciski attīstītajos apgabalos: tos var atrast arī tik attālās vietās kā Antarktīda. Augi, dzīvnieki un cilvēki cieš no veselības problēmām gaisa piesārņotāju dēļ, kas dažkārt saplūst tik biezi, ka izraisa ķīmisku miglu, ko sauc par smogu. Ir trīs galvenie gaisa piesārņojuma avoti: ķīmiskais, bioloģiskais un daļiņas.
Ķīmiskie gaisa piesārņotāji ietver dažādas vielas, kas rodas sadegšanas rezultātā, piemēram, slāpekļa oksīds, oglekļa dioksīds, svins un sērs. Turklāt tādas vielas kā CFC tiek uzskatītas par ķīmiskām gaisa piesārņotājiem. Ķīmisko piesārņojumu katru dienu izdala termoelektrostacijas, automašīnas, raktuves, naftas pārstrādes rūpnīcas un citas līdzīgas ražotnes. Cementa un metāla apstrāde, piemēram, tērauda ražošana, arī atmosfērā pievieno ķīmiskus piesārņotājus, tāpat kā pesticīdu, herbicīdu un citu ķīmisko vielu ražošana. Daudzas valstis ir ieviesušas piesārņojuma kontroles likumus, kuru mērķis ir samazināt rūpnīcas emisijas, izmantojot filtrus un modernizētas iekārtas.
Bioloģiskie gaisa piesārņotāji ir pelējums, ziedputekšņi, sēnītes, blaugznas un baktērijas. Šie piesārņotāji ir lielāka problēma, ņemot vērā iekštelpu gaisa kvalitāti, jo tie parasti izkliedējas ārā. Tomēr cilvēki ar smagu alerģiju bieži cieš pavasarī, kad putekšņu līmenis ir augsts, un gaisā esošās pelējuma un sēnītes var izraisīt alerģiskas reakcijas jutīgiem cilvēkiem. Turklāt cilvēku negadījumi var izraisīt bioloģisko aģentu, piemēram, Sibīrijas mēra, izdalīšanos.
Daļiņu piesārņojums ir gaisa piesārņojums, ko izraisa mazas daļiņas gaisā. Ir daudz dabisko daļiņu piesārņojuma avotu, piemēram, putekļu vētras, ugunsgrēki un vulkāniskā darbība. Tomēr daži cilvēka procesi rada arī daļiņu piesārņojumu: piemēram, lielākā daļa ražošanas iekārtu izdala ķīmiskos un daļiņveida piesārņotājus. Šāda veida piesārņojums samazina redzamību un var arī ļoti apgrūtināt elpošanu: daži daļiņu gaisa piesārņotāji arī ir kaitīgi ieelpojot, un ilgstoša iedarbība radīs veselības problēmas.
Gaisa piesārņojums dažādos veidos ietekmē pasauli un cilvēkus, kas tajā dzīvo. Galvenās problēmas, kas saistītas ar gaisa piesārņotājiem, ir sirds un plaušu slimības. Astmas, emfizēmas un elpceļu alerģiju skaits pasaulē pieaug, pateicoties gaisa piesārņotāju izraisītajam kairinājumam. Daži piesārņotāji ēd atmosfēru, pakļaujot zemi kaitīgam ultravioletajam starojumam lielās devās. Gaisa piesārņotāji ir arī galvenā sastāvdaļa tādās lietās kā skābais lietus, smogs un citas ar piesārņojumu saistītas laika parādības, kas rada veselības problēmas gan dzīvniekiem, gan augiem.