هوا به طور طبیعی بی رنگ، بی بو و شفاف است، اما به علتهای گوناگون آلوده، بویناک و تار می شود. هوای آلوده زندگی انسان، جانوران و گیاهان را به خطر می اندازد و حتی سبب آسیب دیدن آثار تاریخی و هنری و ساختمانها می شود. بیشتر آلاینده های هوا از فرایند احتراق به وجود می آیند و به صورت ملیونها تن ذرات بی رنگ، بی بو و بویناک و دود غلیظ وارد هوا می شوند. ذره های دود با ذره های مه مخلوط می شوند و مه دود را به وجود می آورند. این پدیده گاهی چنان هوای شهرهای بزرگ را تاریک می کند که رفت و آمد مختل می شود. جریان هوا و باد آلاینده ها را در سطح وسیعی می پراکند و از شدت آلودگی یک منطقه یا یک شهر می کاهد. اما مواد آلاینده همچنان در جو زمین باقی می مانند. گاهی نیز یک لایه هوای گرم، بالای هوای سرد نزدیک به سطح زمین قرار می گیرد و مانع جابه جایی هوای سرد و پخش شدن آلاینده ها می شود. این حالت را وارونگی گرمایی می نامند. در شهرهای بزرگ که هر لحظه حجم عظیمی از مواد آلاینده وارد هوا می شود، وارونگی گرمایی بسیار خطرناک است. مثلا در تهران، در زمستان این پدیده بارها رخ می دهد و برای کاهش آلودگی شدید معمولا رفت و آمد وسایل نقلیه محدود می شود.
