影響大氣污染范圍和強度的因素有污染物的性質（物理的和化學的），污染源的性質（源強、源高、源內溫度、排氣速率等），氣象條件（風向、風速、溫度層結等），地表性質（地形起伏、粗糙度、地面覆蓋物等）。

大氣中有害物質的濃度越高，污染就越重，危害也就越大。污染物在大氣中的濃度，除了取決于排放的總量外，還同排放源高度、氣象和地形等因素有關。

污染物一進入大氣，就會稀釋擴散。風越大，大氣湍流越強，大氣越不穩定，污染物的稀釋擴散就越快；反之，則污染物的稀釋擴散就慢。在后一種情況下，特別是在出現逆溫層時，污染物往往可積聚到很高濃度，造成嚴重的大氣污染事件。降水雖可對大氣起凈化作用，但因污染物隨雨雪降落，大氣污染會轉變為水體污染和土壤污染。

地形或地面狀況復雜的地區，會形成局部地區的熱力環流，如山區的山谷風，濱海地區的海陸風，以及城市的熱島效應等，都會對該地區的大氣污染狀況發生影響。

煙氣運行時，碰到高的丘陵和山地，在迎風面會發生下沉作用，引起附近地區的污染。煙氣如越過丘陵，在背風面出現渦流，污染物聚集，也會形成嚴重污染。在山間谷地和盆地地區，煙氣不易擴散，常在谷地和坡地上回旋。特別在背風坡，氣流作螺旋運動，污染物最易聚集，濃度就更高。夜間，由于谷底平靜，冷空氣下沉，暖空氣上升，易出現逆溫，整個谷地在逆溫層覆蓋下，煙云彌漫，經久不散，易形成嚴重污染。

位于沿海和沿湖的城市，白天煙氣隨著海風和湖風運行，在陸地上易形成“污染帶”。

早期的大氣污染，一般發生在城市、工業區等局部地區，在一個較短的時間內大氣中污染物濃度顯著增高，使人或動、植物受到傷害。60年代以來，一些國家采取了控制措施，減少污染物排放或采用高煙囪使污染物擴散，大氣的污染情況有所減輕。

高煙囪排放雖可降低污染物的近地面的濃度，但是也能把污染物擴散到更大的區域，從而造成遠離污染源的廣大區域的大氣污染。大氣層核試驗的放射性降落物和火山噴發的火山灰可廣泛分布在大氣層中，造成全球性的大氣污染。