Químicos mais comuns na poluição do ar são compostos de enxofre e nitrogênio. Também presentes: metais pesados como mercúrio, chumbo, cádmio e cobre, além de pesticidas e herbicidas. Alguns aumentos de enxofre e nitrogênio ocorrem naturalmente por explosões vulcânicas, mas maioria causada por queima de combustíveis fósseis. Devido ao aumento de poluentes aéreos, Congresso emendou Clean Air Act para que toda poluição, tanto artificial quanto natural, seja contabilizada no registro geral.
Chuva ácida tem níveis acima da média de ácido nítrico e sulfúrico. Estes químicos podem cair diretamente na água, ou lixiviar no solo. Em áreas com pouca chuva, podem coletar na poeira. Quando chove, poeira mistura com chuva e forma escoamento que flui para corpos d'água maiores. Quando chuva ácida entra na água subterrânea, pH diminui, prejudicial, às vezes fatal, à vida em ecossistemas aquáticos. Chuva ácida também lixivia no solo e causa alumínio a lixiviar do solo para água; alumínio é tóxico para peixes.
Mercúrio é substância natural depositada no ar por queima de resíduos e carvão. Quando misturado com água, quimicamente altera para sua forma mortal, metilmercúrio. Peixes absorvem mercúrio e também tudo que come peixes. Segundo EPA, 41 de 50 estados têm avisos de mercúrio associados a peixes, e 80% do mercúrio no Lago Michigan vem de poluição do ar.
Em ambiente equilibrado, nitrogênio faz plantas crescerem, mas quando muito nitrogênio entra em corpo d'água ou estuário via chuva ácida, taxa de crescimento de algas explode. Isso congestiona vias aquáticas e perturba equilíbrio do ecossistema. Certos tipos de florações algais são tóxicos; afeta diretamente animais que se alimentam de algas.
Algumas plantas e animais toleram melhor água ácida. Jovens da maioria das espécies são mais sensíveis à acidez. Segundo EPA, em pH 5, a maioria dos ovos de peixe não eclode. Conforme lagos e riachos ficam mais ácidos, números e tipos de peixes e outras plantas e animais aquáticos diminuem. Alguns lagos ácidos não têm peixes.