光學煙霧產生
光化學煙霧的形成過程是很複雜的，通過實驗室模擬研究，已初步弄清了它們的基本化學過程。大體上為：
(1)被污染空氣中的NO2的光分解。
(2)在被污染的空氣中同時存在著許多有機物， 它們與空氣中的O2、O3、NO2起反應，氧化成一系列有機物,生成煙霧。
(3)氧化過程中的中間產物導致NO向NO2轉化，並導致有毒物質的產生。
光化學煙霧一般發生在大氣相對濕度較低，氣溫為24℃～32℃的夏季晴天，污染的高峰出現在中午或稍後。可能由於日光照射情況不同，光化學煙霧除顯淡藍色外，有時帶紫色，有時帶褐色光化學煙霧能在空氣中遠距離傳播。
當來自太陽光的光子激發NO2分解成NO和氧原子時，光化學煙霧的循環便開始了。
NO2(g)+能量 →NO(g)+O(g)
O2(g)+O(g) → O3(g)
NO2是有毒、有刺激性氣味的氣體，O3是一種十分強的氧化劑，它是使植物在煙霧中受害的主要原因。
氧化性極強的O3跟光化學煙霧中的第三種主要成分——烴進行一系列複雜的化學反應。烴是汽車從汽油箱中逸出或在汽油不完全燃燒時生成的。
下面的化學方程式代表光化學煙霧的主要成分和產物,
汽車排氣+陽光+O2(g) → O3(g)+NOx(g)+ 有機化合物+CO2(g)+H2O(g)(烴+CO+NOx)
(氧化劑和刺激劑)
光化學煙霧的的反應機理很複雜，其中對動植物和材料有害的是O 3、PAN、丙烯醛、甲醛等等。
光化學煙霧刺激人的眼、鼻、氣管和肺等器官，使人發生眼紅流淚、氣喘咳嗽、頭暈噁心等症狀。
預防
為了預防和控制光化學煙霧的發生，環境科學工作都提出了許多辦法。例如，設法減少氮氧化合物的排放；對石油、氮肥、硝酸等工廠的排廢嚴加控制，以減少氮的氧化物和烴的蒸發和排放；嚴禁飛機在航行途中排放燃料；嚴禁使用化學抑制劑和消毒劑等。然而，比較好的方法還是在排放氮的氧化物之前把它轉化為氮氣，把烴轉化為CO2和水。
引發事故
經過研究表明，在60( N(北緯)～60( S(南緯)之間的一些大城市，都可能發生光化學煙霧。光化學煙霧主要發生在陽光強烈的夏、秋季節。隨著光化學反應的不斷進行，反應生成物不斷蓄積，光化學煙霧的濃度不斷升高，約3 h～4 h後達到最大值。這種光化學煙霧可隨氣流飄移數百公里，使遠離城市的農村莊稼也受到損害。
1943年，美國洛杉磯市發生了世界上最早的光化學煙霧事件，此後，在北美、日本、澳大利亞和歐洲部分地區也先後出現這種煙霧。經過反覆的調查研究，直到1958年才發現，這一事件是由於洛杉磯市擁有的250萬輛汽車排氣污染造成的，這些汽車每天消耗約1600 t汽油，向大氣排放1000多噸碳氫化合物和400多噸氮氧化物，這些氣體受陽光作用，釀成了危害人類的光化學煙霧事件。1995年和1970年洛杉磯又兩度發生光化學煙霧事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，後者使全市四分之三的人患病。
1970年，美國加利福尼亞洲發生光化學煙霧事件，農作物損失達2500多萬美元。
1971年，日本東京發生了較嚴重的光化學煙霧事故，使一些學生中毒昏倒。同一天，日本的其他城市也有類似的事件發生。此後，日本一些大城市連續不斷出現光化學煙霧。日本環保部門經對東京幾個主要污染源排放的主要污染物進行調查後發現，汽車排放的CO、NOx、HC三種污染物約占總排放量的80%。
由於中國內地汽車油耗量高，污染控制水平低，已造成汽車污染日益嚴重。部分大城市交通幹道的NOx和CO嚴重超過國家標準，汽車污染已成為主要的空氣污染物；一些城市臭氧濃度嚴重超標，已具有發生光化學煙霧污染的潛在危險。據國家環境保護局《一九九六年環境質量通報》：中國大城市氮氧化物污染逐漸加重。1996年度污染較嚴重的城市分別為：廣州、北京、上海、鞍山、武漢、鄭州、瀋陽、蘭州、大連、杭州。從總體上看，氮氧化物污染突出表現在人口100萬以上的大城市或特大城市。
