La maggior parte degli studi dedicati agli effetti dell'inquinamento si è concentrata su una sostanza inquinante precisa. Ma, gli episodi d'inquinamento sono caratterizzati, in generale, da un aumento simultaneo delle concentrazioni di molte sostanze inquinanti.
Questo è particolarmente vero per gli ossidi d'azoto (NOx) rappresentati principalmente dalla NO2 (il 67% delle emissioni è dovuto alle automobili), per il diossido di zolfo (SO2) (7% ma molto pericolosi) e per le particelle sottili (PM) (58%). Globalmente, queste sostanze sono responsabili di un aumento della mortalità, del numero di ricoveri ospedalieri e dei numeri d'affezioni respiratorie multiple.
Ma anche della comparsa di sintomi nelle persone sensibili (bambini, persone anziane, persone malate, persone allergiche), ed in particolare negli asmatici. Gli effetti a lungo termine potrebbero essere ancora più gravi.
Inoltre, da un punto di vista ambientale, si sa da tempo che concentrazioni di ozoni ben inferiori a quelle che causano sintomi agli umani, causano danni irreversibili alla vegetazione. NO2 e SO2 sono le costituenti principali dello smog invernale, responsabile di un aumento di mortalità e di molti disordini respiratori. Questa stessa associazione è la principale responsabile delle pioggie acide che devastano le nostre foreste. Infine, è responsabile di danni importanti agli edifici ed ai monumenti.
NO2 e SO2, associati a sostanze diverse dell'atmosfera generano particelle minuscole o goccioline (inferiori a 1mm) suscettibili di penetrare profondamente nei polmoni e rimanere presenti nell'atmosfera a lungo dopo la loro formazione.