工业生产和交通运输过程中排出的氮氧化合物和碳氢化合物等气体，在太阳光的紫外线照射下，发生光化学反应所形成的氧化烟雾和硫酸烟雾的混合体。光化学烟雾多发生在烟囱林立、汽车拥挤的大城市及其附近地区。在这些地区上空出现的光化学烟雾，往往是氧化烟雾和硫酸烟雾的混合体，其形成如图所示。通常在中午温度较高、风力较小时，最易发生光化学烟雾危害。光化学烟雾可随风从市区飘移到市郊，城市下风方向数公里地方的氧化剂含量有时б城市本身还高。

光化学烟雾含有多种氧化能力极强、毒害很大的物质，是属于特殊的二次污染物。主要成分为臭氧、二氧化氮、过氧酰基硝酸酯、醛类、烷基硝酸盐、酮等一系列氧化剂。其中臭氧约占90%，是主要的危害成分。在1914年，比利时布鲁塞尔实验室的科学家就发现臭氧能伤害豌豆、小麦和黑麦等作物。现已查明，臭氧浓度在0.13厘米³/米³时，只要两小时就可使小麦、大麦、玉米、菜豆、菠菜、烟草、紫花苜蓿和番茄等遭受伤害，高浓度臭氧可使叶绿素分解，还会使原生质变性、细胞解体。烟雾中的过氧乙酰硝酸脂是一种剧毒物质，其浓度在0.2毫克/米³以上，就会对作物产生伤害，番茄和莴苣更敏感，只要0.01～0.02毫克/米³经两小时接触，就会使它们受害。作物受光化学烟雾危害后，一般出现叶色褪绿或出现釉斑，严重时造成大量落叶、落花和掉果现象，导致减产和枯死。

光化学烟雾形成示意图

1946年美国首次报道了洛杉矶城的光化学烟雾污染，后来这个城市和其它城市曾经多次发生。1954年12月洛杉矶城发生的光化学烟雾污染事件是其中最严重的一次，当地仅65岁以上的老人就死亡400多人，柑桔减产20%～30%，葡萄减产60%以上，距洛杉矶城100公里外，在海拔2000米高山上的松林干枯。1970年7月，日本东京也发生过光化学烟雾污染，对农业生产和居民都造成了很大的伤害。