A poluição atmosférica é um problema mundial que afeta humanos, plantas, animais e outros organismos. A principal causa são os gases libertados pela queima de combustíveis fósseis. Dióxido de enxofre, dióxido de azoto e monóxido de carbono têm efeitos devastadores nos ecossistemas. Nos humanos, causam irritação nos olhos, nariz, garganta e pulmões, destroem tecidos, provocam cancro do pulmão e são tóxicos para o sistema nervoso central. Os efeitos noutros organismos nem sempre foram claros, mas segundo o Instituto Cary de Estudos de Ecossistemas, a poluição do ar está "a degradar todos os principais tipos de ecossistemas no nordeste e centro-oeste dos Estados Unidos", onde o estudo decorreu. É seguro assumir que organismos em todo o mundo estão a ser afetados.
A chuva ácida ocorre quando o dióxido de azoto e o dióxido de enxofre se transformam na atmosfera, produzindo ácidos sulfúrico e nítrico. Estes ácidos caem de volta ao ambiente sob forma de chuva ácida. É extremamente prejudicial à vida animal e vegetal de água doce. Lagos inteiros tornaram-se tão ácidos que não suportam vida. A chuva ácida também infiltra o solo, retirando nutrientes essenciais e matando árvores e plantas, o que por sua vez afeta os animais que se alimentam delas.
O dióxido de enxofre representa um dos maiores riscos para a vida florestal. Árvores e plantas são particularmente sensíveis a este gás tóxico. Pode causar lesões e queda de folhas, crescimento reduzido e perturbar o metabolismo celular nas plantas. Como as plantas são fonte de alimento para muitos animais, o dióxido de enxofre afeta indiretamente todo o ecossistema.
Alguns gases tóxicos também causam a erosão da camada de ozono, permitindo a entrada de radiação ultravioleta excessiva e perigosa do Sol. A radiação UV causa cancro de pele em humanos, animais e vida selvagem. Cientistas observaram um aumento de cancros de pele mortais em animais selvagens, presumivelmente devido à erosão do ozono.
Os efeitos da poluição atmosférica na vida vegetal e marinha repercutem-se noutros animais. As suas fontes alimentares estão a ser grandemente afetadas. Mamíferos terrestres alimentam-se de plantas, árvores e vida marinha. Acredita-se também que os animais sofram os mesmos sintomas que os humanos quanto aos efeitos da poluição. Animais de ordem superior, como primatas, são os mais suscetíveis. O tecido pulmonar é afetado pela inalação destes gases tóxicos, aumentando o risco de cancro do pulmão. Estes gases irritam olhos, nariz, garganta e pulmões. Em concentrações elevadas, podem ser extremamente tóxicos e até causar a morte.