Ô nhiễm không khí có thể gây ra nhiều loại bệnh cho con người, bao gồm hen suyễn, ung thư phổi, bệnh tim và thậm chí là rối loạn sinh sản và phát triển. Nó cũng có thể làm tổn hại hệ thống miễn dịch do làm việc quá sức của hệ thống hô hấp và khả năng phòng thủ tự nhiên của cơ thể. Ô nhiễm không khí cũng góp phần vào sự nóng lên toàn cầu, làm tăng nhiệt độ trên toàn thế giới, nâng cao mực nước biển và gây thiệt hại cho sản lượng nông nghiệp.
Theo Tổ chức Y tế Thế giới, ô nhiễm không khí gây ra khoảng bảy triệu ca tử vong sớm trên toàn thế giới mỗi năm. Điều này không chỉ bao gồm ô nhiễm không khí ngoài trời do xe cộ, các nguồn công nghiệp và sản xuất điện, mà còn ô nhiễm không khí trong nhà do đốt nhiên liệu để nấu nướng hoặc nhiệt. Hầu hết những trường hợp tử vong này xảy ra ở các nước đang phát triển, ở các quốc gia nơi các quy định về môi trường ít nghiêm ngặt hơn và người dân không được tiếp cận với các lựa chọn năng lượng sạch hơn.
Một cách khác mà ô nhiễm không khí có thể nguy hiểm là khi nó chứa các hạt và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Các hạt này có thể đại diện cho các mối đe dọa theo nhiều cách khác nhau, từ tác động hóa học lên cơ thể đến bức xạ mức độ thấp, tùy thuộc vào nguồn. Hít phải những hạt này trong sương khói có thể gây ra nguy cơ sức khỏe đáng kể, thậm chí ngoài vấn đề hô hấp. Ôxít nitric và ôxít lưu huỳnh được tạo ra khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch cũng có thể góp phần tạo ra khói bụi và mưa axit.
