Semua spesies kimia yang dimasukkan atau masuk ke atmosfer yang "bersih" disebut kontaminan. Kontaminan pada konsentrasi yang cukup tinggi dapat mengakibatkan efek negatif terhadap penerima (receptor), bila ini terjadi, kontaminan disebat cemaran (pollutant).

Cemaran udara diklasifihasikan menjadi 2 kategori menurut cara cemaran masuk atau dimasukkan ke atmosfer yaitu: cemaran primer dan cemaran sekunder. Cemaran primer adalah cemaran yang diemisikan secara langsung dari sumber cemaran. Cemaran sekunder adalah cemaran yang terbentuk oleh proses kimia di atmosfer.

Ada 2 kategori sumber antropogenik yaitu: sumber tetap (stationery source) seperti: pembangkit energi listrik dengan bakar fosil, pabrik, rumah tangga, jasa, dan lain-lain dan sumber bergerak (mobile source) seperti: truk, bus, pesawat terbang, dan kereta api.

Sumber cemaran dari aktivitas manusia (antropogenik) adalah setiap kendaraan bermotor, fasilitas, pabrik, instalasi atau aktivitas yang mengemisikan cemaran udara primer ke atmosfer.

Lima cemaran primer yang secara total memberikan sumbangan lebih dari 90% pencemaran udara global adalah:
a. Karbon monoksida (CO),
b. Nitrogen oksida (Nox),
c. Hidrokarbon (HC),
d. Sulfur oksida (SOx)
e. Partikulat.

Selain cemaran primer terdapat cemaran sekunder yaitu cemaran yang memberikan dampak sekunder terhadap komponen lingkungan ataupun cemaran yang dihasilkan akibat transformasi cemaran primer menjadi bentuk cemaran yang berbeda. Ada beberapa cemaran sekunder yang dapat mengakibatkan dampak penting baik lokal, regional maupun global yaitu:
a. CO2 (karbon monoksida),
b. Cemaran asbut (asap kabut) atau smog (smoke fog),
c. Hujan asam,
d. CFC (Chloro-Fluoro-Carbon/Freon),
e. CH4 (metana).

Berikut adalah unsur-unsur pencemar udara yang sering mencemari udara kita:

1. Karbon monoksida (CO)

Pencemaran karbon monoksida berasal dari sumber alami seperti: kebakaran hutan, oksidasi dari terpene yang diemisikan hutan ke atmosfer, produksi CO oleh vegetasi dan kehidupan di laut.

Sumber CO lainnya berasal dari sumber antropogenik yaitu hasil pembakaran bahan bakar fosil yang memberikan sumbangan 78,5% dari emisi total. Pencemaran dari sumber antropogenik 55,3% berasal dari pembakaran bensin pada otomotif.

2. Nitrogen oksida (NOx)

Cemaran nitrogen oksida yang penting berasal dari sumber antropogenik yaitu: NO dan NO2. Sumbangan sumber antropogenik terhadap emisi total ± 10,6%.

3. Sulfur oksida (SOX)

Senyawa sulfur di atmosfer terdiri dari H2S, merkaptan, SO2, SO3, H2SO4 garam-garam sulfit, garam-garam sulfat, dan aerosol sulfur organik. Dari cemaran tersebut yang paling penting adalah SO2 yang memberikan sumbangan ± 50% dari emisi total. Cemaran garam sulfat dan sulfit dalam bentuk aerosol yang berasal dari percikan air laut memberikan sumbangan 15% dari emisi total.

4. Hidrokarbon (HC)

Cemaran hidrokarbon yang paling penting adalah CH4 (metana) + 860/ dari emisi total hidrokarbon, dimana yang berasal dari sawah 11%, dari rawa 34%, hutan tropis 36%, pertambangan dan lain-lain 5%.

Cemaran hidrokarbon lain yang cukup penting adalah emisi terpene (a-pinene p-pinene, myrcene, d-Iimonene) dari tumbuhan ± 9,2 % emisi hidrokarbon total. Sumbangan emisi hidrokarbon dari sumber antrofogenik 5% lebih kecil daripada yang berasal dari pembakaran bensin 1,8%, dari insineratc dan penguapan solvent 1,9%.

5. Partikulat

Cemaran partikulat meliputi partikel dari ukuran molekul s/d > 10 µm. Partikel dengan ukuran > 10 µm akan diendapkan secara gravitasi dari atmosfer, dan ukuran yang lebih kecil dari 0,1 µm pada umumnya tidak menyebabkan masalah lingkungan. Oleh karena itu cemaran partikulat yang penting adalah dengan kisaran ukuran 0,1 -10 µm. Sumber utama partikulat adalah pembakaran bahan bakar ± 13% - 59% dan insinerasi.

6. Karbondioksida (CO2)

Emisi cemaran CO2 berasal dari pembakaran bahan bakar dan sumber alami. Sumber cemaran antropogenik utama adalah pembakaran batubara 52%, gas alam 8,5%, dan kebakaran hutan 2,8%.

7. Metana (CH4)

Metana merupakan cemaran gas yang bersama-sama dengan CO2, CFC, dan N2O menyebabkan efek rumah kaca sehingga menyebabkan pemanasan global. Sumber cemaran CH4 adalah sawah (11%), rawa (34%), hutan tropis (36%), pertambangan dll (5%).

Efek rumah kaca dapat digambarkan sebagai berikut: Sinar matahari yang masuk ke atmosfer sekitar 51% diserap oleh permukaan bumi dan sebagian disebarkan serta dipantulkan dalam bentuk radiasi panjang gelombang pendek (30%) dan sebagian dalam bentuk radiasi inframerah (70%). Radiasi inframerah yang dipancarkan oleh permukaan bumi tertahan oleh awan. Gas-gas CH4, CFC, N2O, CO2 yang berada di atmosfer mengakibatkan radiasi inframerah yang tertahan akan meningkat yang pada gilirannya akan mengakibatkan pemanasan global.

8. Asap kabut fotokimia

Asap kabut merupakan cemaran hasil reaksi fotokimia antara O3, hidrokarbon dan NOX membentuk senyawa baru aldehida (RHCO) dan Peroxy Acil Nitrat (PAN) (RCNO5).

9. Hujan asam

Bila konsentrasi cemaran NOx dan SOX di atmosfer tinggi, maka akan diubah menjadi HNO3 dan H2SO4. Adanya hidrokarbon, NO2, oksida logam Mn (II), Fe (II), Ni (II), dan Cu (II) mempercepat reaksi SO2 menjadi H2SO4. HNO3 dan H2SO4 bersama-sama dengan HCI dari emisi HCI menyebabkan derajad keasaman (pH) hujan menjadi rendah < 5,7. pada umumnya kisaran pH hujan asam 4 - 5,5.