大氣汙染物的種類很多，並且因汙染源不同而有差異。目前大氣汙染物的物理、化學性質非常複雜。根據汙染物的性質，可將其分為一次汙染物（原發性汙染物）與二次汙染物（繼發性汙染物）。一次汙染物是從汙染源直接排出的汙染物，它可分為反應性物質和非反應性物質。前者不穩定，還可與大氣中的其它物質發生化學反應；後者比較穩定，在大氣中不與其它物質發生反應或反應速度緩慢。二次汙染物是指不穩定的一次汙染物與大氣中原有物質發生反應，或者汙染物之間相互反應而生成的新的汙染物質，這種新的汙染物質與原來的物質在物理、化學性質上完全不同。但無論是一次汙染物還是二次汙染物都能引起大氣汙染，對環境及人類產生不同程度的影響。

按汙染物質的物理狀態，可分為固體、液體和氣體等形式。其中90％以氣體形式存在，10％以氣溶膠形式存在。根據化學性質不同，一般把大氣汙染物分為以下八類：

1）碳氧化物，主要指 CO和 CO2。

2）氮氧化物，主要指NO和NO2，用NOx表示。

3）硫氧化物，主要指 SO2等，用 SOx表示。

4）碳氫化合物，通常包括醛、酮和H—C—O化合物。

5）鹵素化合物，主要指氟利昂。

6）氧化劑，主要指O3、PAN和過氧化物等。

7）顆粒物及氣溶膠。

8）放射性物質。

此外，有的地區還有汞蒸汽、鉛蒸汽和石棉等汙染物