Onesnaženost zraka lahko opredelimo kot vsak škodljiv material, ki je prisoten v zemeljskem ozračju. Vzroki za takšno onesnaženje so torej številni in zelo raznoliki. Nekateri viri so naravni, na primer vulkanizem ali gozdni požari, ki jih sproži strela, drugi pa so posledica človeških dejavnosti, kot je kurjenje fosilnih goriv. Čeprav ima zemlja vgrajene mehanizme za odpravo onesnaženosti zraka, je običajno bolje, da vsa živa bitja najprej zmanjšajo količino onesnaževal, ki se sproščajo v zrak.
Najbolj znani in razširjeni vzroki onesnaženja zraka so človeški. Zgorevanje naftnih derivatov je zelo pogost vzrok onesnaženja, zlasti v metropolitanskih območjih. To onesnaževanje je posledica kemičnih dejavnikov, ki so prisotni, ko se ta goriva zgorevajo. Ko zgorevajo ogljikovodiki, kot je bencin, proizvajajo ogljikov dioksid in vodno paro. Nepopolno zgorevanje povzroči tudi nastanek ogljikovega monoksida kot stranskega produkta.
Ogljikov dioksid in ogljikov monoksid se štejeta za onesnaževala. Prav tako nobeno fosilno gorivo ni popolnoma čisto in noben motor ni popolnoma učinkovit, zato se v ozračje sproščajo tudi majhni delci saj, skupaj s sledovi drugih nezaželenih snovi. Drugi vzroki za onesnaževanje zraka, ki jih povzroči človek, so emisije iz dimnih dimnikov iz tovarn in elektrarn. Snovi, ki se oddajajo iz teh virov, lahko vključujejo žveplov dioksid in dušikov dioksid, ki sta odgovorna za nastanek kislega dežja.
Medtem ko onesnaževanje zraka, ki ga povzroči človek, predstavlja nevarnost za zdravje, so lahko naravni viri onesnaženja zraka včasih enako nevarni. Ti viri vključujejo prah, ki ga pobere vetrna erozija, emisije metana pri živini in dim iz požarov v naravi. Vulkanski izbruhi so morda največji posamezen vir onesnaženja zraka, naravnega ali umetnega, s katerim so se ljudje kdaj soočili. Ti lahko proizvedejo oblake abrazivnega vulkanskega pepela in drugih škodljivih snovi, kot sta klor in žveplo.
Predvsem pa je izbruh indonezijske gore Tambora leta 1815 poslal v ozračje tako veliko količino škodljivih plinov in trdnih delcev, da je bilo veliko sončne energije učinkovito blokirano, da bi doseglo zemeljsko površino. Zaradi tega je leta 1816 po vsem svetu nastala velika lakota. Rjavi in rdeč sneg je bil viden tudi v Evropi zaradi prisotnosti vulkanskega pepela v ozračju. Ubijajoča pozeba julija 1816 je povzročila tudi množične izpade pridelka na severovzhodu Združenih držav, kar je privedlo do pogovornih sklicevanj na leto 1816 kot na »Leto brez poletja« in »Osemnajst sto in zmrznil«.