Gli inquinanti atmosferici che vengono emessi direttamente da una fonte sono considerati inquinanti primari, in quanto possono essere rilasciati da modi naturali o azioni umane. Gli inquinanti secondari sono quelli che non sono emessi direttamente da una fonte ma formano quando gli inquinanti primari reagiscono chimicamente nell'atmosfera. Ci sono alcuni inquinanti che sono sia primari che secondari; mentre vengono emesse direttamente da una fonte, sono anche prodotte da altri inquinanti.
Un esempio di un inquinante primario è SO2, prodotto da centrali elettriche a carbone. Il biossido di azoto è principalmente un inquinante atmosferico secondario che forma l'ossidazione dell'ossido nitrico, un inquinante primario prodotto dai combustibili fossili e dal traffico rilasciato nell'ambiente dalle centrali elettriche. Le ceneri vulcaniche e le particelle sono altri esempi di inquinanti primari rilasciati naturalmente.
L'ozono è un altro esempio di inquinante secondario. Si forma quando gli idrocarburi e gli ossidi di azoto si combinano in presenza di luce solare. Gli inquinanti secondari sono più difficili da controllare perché hanno diversi modi di sintetizzare; sono spesso realizzati naturalmente nell'ambiente. Inoltre causano problemi come lo smog fotochimico.
Le sostanze inquinanti primarie nell'aria possono causare gravi problemi ambientali come il riscaldamento globale e le piogge acide.