一、根據污染物的化學性質及其存在的大氣狀況，可將大氣污染分為還原型大氣污染和氧化型大氣污染。
（一）還原型大氣污染 多發生于以煤炭為主要燃料且兼用石油的地區，故又叫煤煙型大氣污染。主要污染物是SO2、CO和顆粒物。在低溫、高濕、弱風的陰天，特別是伴有逆溫存在時，這些一次污染物容易在低空聚集，形成還原性煙霧，引發污染事故。如早期發生在英國的“倫敦煙霧”就屬于此類情況，所以這種大氣污染類型也稱做倫敦煙霧型。
（二）氧化型大氣污染 多發生在以石油為主要燃料的地區，污染物主要來自汽車尾氣，所以又叫汽車尾氣型大氣污染。其主要的一次污染物是CO、NOX、CH（碳氫化合物）等。它們在太陽短波光作用下發生光化學反應生成醛類、O3、PAN等二次污染物，這些污染物具有極強的氧化性，對眼睛粘膜組織有強刺激性，使人流淚。著名的洛杉磯煙霧就是典型的氧化型大氣污染。
二、根據燃料性質和污染物的組成，可將大氣污染分為煤炭型、石油型、混合型和特殊型四類。
（一）煤炭型大氣污染 主要污染物是由煤炭燃燒時放出的煙氣、粉塵、SO2等構成的一次污染物，以及由這些污染物發生化學反應而生成的硫酸、硫酸鹽類氣溶膠等二次污染物。造成這類污染的污染源主要是工業企業煙氣排放物，其次是家庭爐灶等取暖設備的煙氣排放。
（二）石油型大氣污染 主要污染物來自汽車尾氣、石油冶煉及石油化工廠的廢氣排放。主要污染物是NO2、烯烴、鏈狀烷烴、醇、羰基化合物等，以及它們在大氣中形成的臭氧、大氣自由基及生成的一系空氣污染列中間產物與最終產物。
（三）混合型大氣污染 主要污染物來自以煤炭為燃料的污染源排放，以石油為燃料的污染源排放，以及從工廠企業排出的各種化學物質等。例如，日本橫濱、川崎等地區發生的污染事件就屬于此種污染類型。
（四）特殊型大氣污染 特殊型污染是指有關工廠企業排放的特殊氣體voc所造成的污染。這類污染常限于局部范圍之內。如生產磷肥企業排放的特殊氣體引起的氟污染、鋁堿工業周圍形成的氯氣污染等。