光化学烟雾的形成过程是很复杂的,通过实验室模拟研究,已初步弄清了它们的基本化学过程。大体上为:

（1）被污染空气中的NO₂的光分解。

    （2）在被污染的空气中同时存在着许多有机物，它们与空气中的O₂、O₃、NO­₂起反应,氧化成一系列有机物,生成烟雾。

    (3)氧化过程中的中间产物导致NO向NO₂转化,并导致有毒物质的产生。

光化学烟雾一般发生在大气相对湿度较低,气温为24℃～32℃的夏季晴天,污染的高峰出现在中午或稍后。可能由于日光照射情况不同,光化学烟雾除显淡蓝色外,有时带紫色,有时带褐色光化学烟雾能在空气中远距离传播。

当来自太阳光的光子激发NO₂分解成NO和氧原子时,光化学烟雾的循环便开始了。

NO₂(g)+能量      NO(g)+O(g)

O₂(g)+O(g)      O₃(g)

NO₂是有毒、有刺激性气味的气体,O₃是一种十分强的氧化剂,它是使植物在烟雾中受害的主要原因。

氧化性极强的O₃跟光化学烟雾中的第三种主要成分——烃进行一系列复杂的化学反应。烃是汽车从汽油箱中逸出或在汽油不完全燃烧时生成的。

下面的化学方程式代表光化学烟雾的主要成分和产物,汽车排气+阳光+O₂(g)      O₃(g)+NO_x(g)+  有机化合物+CO₂(g)+H₂O(g)(烃+CO+NO_x)  

(氧化剂和刺激剂)

光化学烟雾的的反应机理很复杂,其中对动植物和材料有害的是O ₃、PAN、丙烯醛、甲醛等等。

光化学烟雾刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官,使人发生眼红流泪、气喘咳嗽、头晕恶心等症状。

为了预防和控制光化学烟雾的发生,环境科学工作都提出了许多办法。例如,设法减少氮氧化合物的排放;对石油、氮肥、硝酸等工厂的排废严加控制,以减少氮的氧化物和烃的蒸发和排放;严禁飞机在航行途中排放燃料;严禁使用化学抑制剂和消毒剂等。然而,比较好的方法还是在排放氮的氧化物之前把它转化为氮气,把烃转化为CO₂和水。