Glavna povezava med žveplovim dioksidom in žveplovo kislino je, da je žveplov dioksid predhodnik v industrijski proizvodnji žveplove kisline. Obstajata dva industrijska procesa za proizvodnjo žveplove kisline, od katerih oba vključujeta oksidacijo žveplovega dioksida v žveplov trioksid in naknadno združevanje žveplovega trioksida z vodo, da nastane kislina. Resna onesnaževala sta tudi žveplov dioksid in žveplova kislina. So glavni dejavniki kislega dežja.
Žveplov dioksid (SO2) – oster, strupen plin – nastane pri gorenju žvepla po reakciji S + O2 → SO2. Nastane tudi pri zgorevanju številnih snovi, ki vsebujejo žveplo, kot so vodikov sulfid in različne organske žveplove spojine, ki jih najdemo v fosilnih gorivih. Ogrevanje rud in mineralov, ki vsebujejo žveplo, na primer železovega pirita (FeS2) — je še en način za proizvodnjo plina: 3FeS2 + 8O2 → Fe3O4 + 6SO2. Proizvodnja žveplovega dioksida in žveplove kisline predstavljata enega najpomembnejših sektorjev kemične industrije in predstavljata večino svetovne proizvodnje žvepla.
Žveplovo kislino so v zgodnjih časih proizvajali z destilacijo železovega II sulfata ali “zelenega vitriola”, kasneje pa s segrevanjem mešanice salitre (NaNO3) in žvepla skupaj s paro. V 18. stoletju se je začela industrijska proizvodnja žveplove kisline z uporabo žveplovega dioksida z uporabo tako imenovanega procesa svinčene komore. Žveplov dioksid je nastal s sežiganjem žvepla ali segrevanjem železovega pirita in oksidiran v žveplov trioksid (SO3) z dušikovim dioksidom (NO2): SO2 + NO2 → SO3 + NO. Dušikov dioksid za reakcijo je sprva nastal s toplotno razgradnjo salitre, kasneje pa je bil pridobljen z oksidacijo amoniaka z uporabo katalizatorja. Reakcija je potekala v komorah, obloženih s svincem, v katere je bil usmerjen pršilnik vode, ki je raztopil žveplov trioksid, da je nastala žveplova kislina, ki se zbira na dnu komore.
Metodo izdelave v svinčeni komori je zdaj večinoma nadomestil kontaktni postopek. To odpravlja potrebo po dušikovem dioksidu z reakcijo žveplovega dioksida z zrakom, da nastane žveplov trioksid. V normalnih okoliščinah je ta reakcija zelo počasna; vendar poteka hitro, če uporabimo ustrezen katalizator. Za ta namen je bila učinkovita platina, vendar sodobni kontaktni postopek uporablja vanadijev pentoksid.
Čeprav sta žveplov dioksid in žveplova kislina velikega industrijskega pomena, sta tudi velika onesnaževala in sta največja vira kislega dežja. V zraku se žveplov dioksid počasi oksidira v žveplov trioksid, ki reagira z vlago v atmosferi in tvori razredčeno žveplovo kislino. To lahko pada kot kisli dež, ki lahko poškoduje rastlinstvo in kamnite zgradbe, ali pa lahko reagira z drugimi onesnaževali in tvori sulfatne delce, ki lahko delujejo kot kondenzacijska jedra in lahko igrajo vlogo pri nastajanju oblakov.