Vo vzťahu k zdraviu sú najlepšie preštudované všeobecné znečisťujúce látky, ktoré vznikajú spaľovaním pevných, tekutých a plynných palív, ako sú prachové častice, oxid siričitý, oxidy dusíka, oxid uhoľnatý, polycyklické aromatické uhľovodíky, kadmium, olovo a sekundárne znečisťujúce látky, ako sú ozón, oxid uhličitý, špecifické frakcie jemných prachových častíc, ktoré sa tvoria reakciami v atmosfére. Tieto znečisťujúce látky sú väčšinou rutinne monitorované a väčšina krajín má pre ich obsah v ovzduší legislatívne upravené limitné hodnoty z hľadiska ochrany zdravia ľudí.
Ďalšou skupinou znečisťujúcich látok sú špecifické znečisťujúce látky, ktorých vznik je viazaný na prítomnosť lokálnych špecifických zdrojov znečisťovania. Z hľadiska možných zdravotných účinkov ide o významnú skupinu s karcinogénnymi i nekarcinogénnymi účinkami, ktoré možno rozdeliť do štyroch základných skupín: toxické kovy – olovo, kadmium, ortuť, arzén; organické zlúčeniny – benzén, formaldehyd, vinylchlorid; rádioaktívne častice a plyny – napr. radón; vlákna – napr. azbest.
Z hľadiska akútnych zdravotných účinkov sa znečistené ovzdušie môže prejavovať dráždením očí, hrdla, dýchacích ciest, exacerbáciou astmy, zvýšenou spotrebou liekov a zvýšenou hospitalizovanosťou ľudí chorých na respiračné a srdcovocievne ochorenia. Dráždenie dýchacích ciest spôsobuje silnejšie prekrvenie slizníc horných dýchacích ciest a tým vytváranie priestoru na ich kolonizáciu baktériami a vírusmi a ich následné pomnožovanie a vznik infekčných ochorení, napr. chrípky. Z chronických účinkov, pri dlhodobej (viacročnej až celoživotnej) expozícii sa expozícia znečistenému ovzdušiu môže prejaviť zvýšenou úmrtnosťou na srdcovo-cievne a chronické respiračné ochorenia a skrátením strednej dĺžky života.
Rizikové sú zvýšené koncentrácie inhalovateľných prachových častíc, ktoré sa obvykle v ovzduší vyskytujú spolu s ďalšími znečisťujúcimi látkami, s oxidom siričitým, oxidmi dusíka, ale i s látkami s karcinogénnymi vlastnosťami – ťažkými kovmi, polycyklickými aromatickými uhľovodíkmi (ktorých najdôležitejším predstaviteľom je benzo(a)pyrén). Fungujú tiež ako nosiče týchto látok, ktoré sa takto dostávajú až do pľúcnych mechúrikov.