Luftföroreningar kan definieras som alla skadliga material som finns i jordens atmosfär. Orsakerna till sådana föroreningar är därför många och mycket olika. Vissa källor är naturliga, såsom vulkanism eller skogsbränder som startas av blixtnedslag, medan andra orsakas av mänsklig aktivitet, såsom förbränning av fossila bränslen. Medan jorden har inbyggda mekanismer för att bli av med luftföroreningar, är det vanligtvis bättre för alla levande varelser att minska mängden föroreningar som släpps ut i luften till att börja med.
De mest välkända och genomgripande orsakerna till luftföroreningar är konstgjorda. Förbränning av petroleumprodukter är en mycket vanlig orsak till föroreningar, särskilt i storstadsområden. Denna förorening kommer från kemiska faktorer som finns när dessa bränslen förbränns. När kolväten som bensin förbränns producerar de koldioxid och vattenånga. Ofullständig förbränning leder till att även kolmonoxid skapas som en biprodukt.
Koldioxid och kolmonoxid anses båda vara föroreningar. Dessutom är inget fossilt bränsle helt rent och ingen motor är perfekt effektiv, så små partiklar av sot släpps också ut i atmosfären, tillsammans med spårmängder av andra oönskade ämnen. Andra konstgjorda orsaker till luftföroreningar inkluderar utsläpp av skorstenar från fabriker och kraftverk. De ämnen som släpps ut vid dessa källor kan vara svaveldioxid och kvävedioxid, som är ansvariga för bildandet av surt regn.
Även om konstgjorda luftföroreningar innebär hälsorisker, kan naturliga källor till luftföroreningar ibland vara lika farliga. Dessa källor inkluderar damm som tagits upp av vinderosion, utsläpp av metan från boskap och rök från skogsbränder. Vulkanutbrott är kanske den största enskilda källan till luftföroreningar, naturliga eller konstgjorda, som människor någonsin har hanterat. Dessa kan producera moln av abrasiv vulkanaska och andra skadliga ämnen som klor och svavel.
Mest anmärkningsvärt är att utbrottet av Indonesiens berg Tambora 1815 skickade en sådan enorm mängd skadliga gaser och partiklar till atmosfären att mycket solenergi effektivt blockerades från att nå jordens yta. Som ett resultat drabbades omfattande hungersnöd över hela världen 1816. Brun och röd snö sågs även i Europa, på grund av närvaron av vulkanaska i atmosfären. En dödande frost i juli 1816 ledde också till massiva missväxter i nordöstra USA, vilket ledde till vardagliga referenser till 1816 som ”Året utan sommar” och ”Artonhundra och frös ihjäl.”