En general, la concentració dels contaminants a l'atmosfera depèn de tres factors principals: la intensitat de les fonts d'emissió, les condicions meteorològiques i la situació del punt receptor. A la concentració de contaminant en aquest punt se l'anomena nivell d'immissió.
El nivell d'immissió de molts contaminants presenta unes oscil·lacions característiques, ja que la intensitat d'emissió de les fonts varia segons l'horari de les activitats industrials i del trànsit.
Els índexs són útils per informar del grau de contaminació. A Catalunya, el Departament de Medi Ambient utilitza l'índex català de qualitat de l'aire (ICQA, taula 4.1), que és una adaptació de l'índex americà PSI.
| ICQA |  (micrograms/ ) 24 h |
Part. en suspensió (micrograms/) 24 h |
 (micrograms/) 1 h |
 (micrograms/) 8 h |
| 100 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 50 | 100 | 150 | 150 | 6.000 |
| 0 | 250 | 300 | 400 | 15.000 |
| -100 | 800 | 600 | 1.130 | 17.000 |
| BONA | MILLORABLE | POBRA |
| excel·lent (entre 75 i 100) | acceptable (entre 25 i 50) | deficient (entre -50 i 0) |
| satisfactòria (entre 50 i 75) | baixa (entre 0 i 25) | molt deficient (menys de -50) |
Un factor meteorològic molt important és l'estratificació tèrmica. Podem considerar que,
en el moment que són emesos, es troben dins d'una hipotètica bombolla. La temperatura
d'aquesta bombolla variarà amb l'alçada, segons les lleis de la termodinàmica, i es
refredarà 1 
cada 102 metres. L'atmosfera, però, no és un sistema en equilibri i no
presenta forçosament aquest gradient. La bombolla amb contaminants només pot
continuar ascendint si en fer-ho troba aire més fred que ella. De la mateixa manera,
només pot descendir si troba aire més calent quan ho fa.
En altres paraules, si el gradient tèrmic de l'atmosfera és més petit que 
, els
contaminants tindran moltes dificultats per canviar d'alçada. Un situació extrema es
presenta quan el gradient s'inverteix i la temperatura de l'atmosfera creix amb l'alçada.
Es diu llavors que hi ha una inversió tèrmica i els moviments verticals són pràcticament
inexistents. Això provoca un estancament dels contaminants emesos a l'atmosfera que
provoca un augment dels nivells d'immissió.
Un altre factor important és el vent. La dispersió dels contaminants serà més gran com més gran sigui la seva velocitat.
La humitat contribueix a l'acumulació de partícules a l'aire. A més, afavoreix la creació d'alguns contaminants secundaris que reaccionen amb contaminants primaris.
De fet, la correlació entre emissió, condicions meteorològiques i nivell d'immissió en un punt determinat és molt complicada. Sovint s'utilitzen models matemàtics per modelitzar-la. Un sol model de càlcul no és adequat per plantejar-se qualsevol qüestió. Segons l'escala espacial del problema considerat, serà millor utilitzar un altre model. Els principals són els següents:
En cas que el nivell d'immissió investigat correspongui a un contaminant secundari, caldrà afegir un terme lligat a les reaccions químiques de transformació.