Mưa trở nên có tính axit khi nó phản ứng với các chất hóa học như sulfur dioxide và nitơ oxit đã được thải vào khí quyển. Nguyên nhân chính làm gia tăng sự xuất hiện của mưa axit là do hoạt động của con người, mặc dù các phản ứng của môi trường đôi khi cũng gây ra mưa axit.
Một số hợp chất nhất định có thể đến các tầng cao hơn của khí quyển, nơi chúng phản ứng với nước, oxy và các hóa chất khác, dẫn đến việc tạo ra các chất ô nhiễm có tính axit được gọi là mưa axit. Bởi vì lưu huỳnh điôxít và ôxít nitơ nhanh chóng hòa tan trong nước và được gió đưa đến những nơi xa xôi, những chất này sẽ đến những khu vực xa nơi chúng trộn lẫn với lượng mưa, chẳng hạn như mưa, mưa đá hoặc tuyết. Các nhà máy điện giải phóng lưu huỳnh điôxít và ôxít nitơ khi chúng đốt nhiên liệu hóa thạch để tạo ra điện. Chúng được coi là thủ phạm chính gây ô nhiễm. Các phương tiện giao thông, chẳng hạn như ô tô và xe buýt, cũng góp phần giải phóng các chất ô nhiễm.
Một số trận mưa có tính axit tự nhiên, với độ pH khoảng 5. Mưa axit được trung hòa bởi phản ứng giữa lượng mưa bình thường và các vật liệu không có tính axit, hoặc các hóa chất kiềm, tồn tại trong khí quyển, đất, đá tảng, hồ và suối . Những phản ứng môi trường tự nhiên này giúp giảm tác động của mưa axit nhưng có thể không đủ để chống lại sự đóng góp của con người.
