Els principals efectes de la contaminació atmosfèrica, a llarg termini, són l'efecte hivernacle i l'engrandiment del forat de la capa d'ozó. A curt termini cal destacar la boira fotoquímica i la pluja àcida. Deixant de banda els efectes sobre el medi, la contaminació atmosfèrica té uns efectes específics sobre la salut humana (taules 4.2 i 4.3).
| Temps d'exposició | Símptomes, efectes |  |
 |
 |
Partícules |
| 10 segons | Olor molesta | x | x | ||
| Gust desagradable | x | ||||
| Irritació dels ulls | x | ||||
| 1 hora | Energia física reduïda | x | x | ||
| Reducció de la visibilitat | x | x | |||
| 8 hores | Activitat mental reduïda | x | |||
| Malalties del cor agreujades | x | ||||
| Danys a la vegetació | x | x | |||
| 24 hores | Danys a la salut en general | x | x | ||
| Degradació del sòl | x | ||||
| 7 dies | Danys a la salut | x | x | ||
| 365 dies | Danys a la salut | x | x | ||
| Corrosió de materials | x | x | |||
| Degradació del sòl | x | ||||
| Danys a la vegetació | x | x |
| Element | Font | Efectes sobre la salut |
| Antimoni | Indústria | Reducció del temps de vida en rates. |
| Beril·li | Carbó i indústria | S'acumula als pulmons i dóna lloc a la beril·liosi, malaltia greu. Per inhalació, és carcinogen en les rates. |
| Bismut | Carbó | Baixa toxicitat. En grans dosis ataca els ronyons i el fetge. |
| Cadmi | Carbó, mineria del zinc, conduccions d'aigua, fums del tabac | Malalties cardiovasculars i hipertensió. En els humans interfereix en el metabolisme del zinc i el coure. |
| Plom | Escapament dels cotxes | Danys cerebrals, desordres en el comportament, mort. |
| Mercuri | Carbó, aparells elèctrics, fungicides industrials | Danys als nervis i mort. |
| Níquel | Petroli residual, carbó, fum de tabac, productes químics, catalitzadors, acer, aliatges | Propietats carcinògenes en animals, i també en l'home en inhalar-lo com a carbonil Ni(CO)4. |
| Estany | Producció de ferro, acer, carbó i estany | Baixa toxicitat. Disminueix la durada de vida de les rates. |
L'efecte hivernacle es deu a l'increment de 
a l'atmosfera com a conseqüència de
l'ús de combustibles fòssils i de la tala de boscos. La Terra és un sistema en equilibri
termodinàmic, de manera que tota l'energia que rep en forma de radiació solar es torna a
emetre a l'espai. Una part d'aquesta radiació solar es reflecteix en forma de llum visible,
mentre que la resta és absorbida i emesa posteriorment en forma de radiació infraroja. Si
tota la radiació infraroja emesa per la terra es perdés, la temperatura d'equilibri seria de
. Tanmateix, la temperatura mitjana de la Terra és de 
. Això es deu al fet
que part d'aquesta emissió és interceptada pel vapor d'aigua i el , que són
transparents a la llum visible però opacs a a radiació infraroja.
Per la seva banda, l'ozó es considera un contaminant arran de terra, però, situat a l'estratosfera, filtra part de la radiació ultraviolada que prové del Sol, i així protegeix la vida terrestre. Sobre l'Antàrtic es produeix una variació estacional de la concentració d'ozó que s'anomena forat de la capa d'ozó. Es creu que determinats gasos emesos per l'home, com ara els CFC utilitzats en els refrigeradors i els esprais, els òxids de nitrogen alliberats pels motors dels avions de reacció i el bromur de metil utilitzat en processos d'esterilització, destrueixen l'ozó estratosfèric. Altres teories, però, expliquen l'aparició del forat basant-se exclusivament en fenòmens meteorològics.
La boira fotoquímica es presenta en zones urbanes amb força trànsit i nivell alt d'insolació. La radiació solar afavoreix la reacció dels òxids de nitrogen amb els hidrocarburs per formar substàncies oxidants, que afecten les mucoses, els ulls i els pulmons de les persones.
Els òxids de sofre, els òxids de nitrogen i els clorurs es poden convertir en àcid sulfúric, àcid nítric i àcid clorhídric, respectivament, en presència d'aigua. La pluja sol arrossegar aquests contaminants secundaris. Llavors esdevé àcida i afecta els boscos i els ecosistemes aquàtics on cau.