Principalele efecte asupra sănătăţii umane cauzate de agenţi de poluare ai aerului, par a fi răni ale ţesuturilor delicate, realizate de obicei prin deteriorarea membranelor celulare. Acest lucru determină un răspuns inflamator, o serie complexă de interacţiuni între celulele deteriorate, ţesutul înconjurator şi sistemul imunitar. Unul dintre primele simptome ale inflamării este scurgerea de fluid (plasmă) din vasele de sânge.
Expunerea ţesuturilor respiratorii la iritanţi severi poate duce la formarea unui edem (acumularea de fluid) în plămâni, încât unul dintre ei se îneacă efectiv.
Bronşita este o inflamare persistentă a bronhiilor şi bronhiolelor (căi mici şi mari de trecere a aerului prin plămân) ce cauzează o tuse dureroasă, o mare producţie de salivă (mucus şi celule moarte) şi spasme musculare involuntare care contractă căile respiratorii. Bronşita acută poate obstrucţiona căile respiratorii atât de tare încât se poate ajunge la deces. Fumatul este fară îndoială cea mai mare cauză a bronşitei cronice în majoritatea ţărilor. Smogul persistent şi aerosolii acizi pot de asemenea să
cauzeze această boală.
Bronşita severă poate conduce la emfizem, o boală pulmonară obstructivă şi ireversibilă ce constă în contractarea permanentă a căilor respiratorii şi deteriorarea sau chiar distrugerea alveolelor. Aerul închis în căile blocate, ce stagnează, umflă sacii mici de aer din plămâni (alveolele), blocând circulaţia aerului. Atunci când celulele mor din cauza lipsei de oxigen şi nutrienţi, pereţii alveolelor cedează, creând spaţii goale mari incapabile să realizeze schimbul de gaze. Peraţii îngroşaţi ai bronhiolelor îşi pierd elasticitatea, îngreunând respiraţia. Victimele emfizemului realizează un sunet şuierat caracteristic, atunci când respiră. De multe ori au nevoie de oxigen suplimentar pentru a compensa capacitatea respiratorie redusă.
Presiunea cardio-vasculară este o complicaţie frecventă în cazul bolilor pulmonare obstructive din cauza lipsei de oxigen din sânge. Aproximativ de două ori mai mulţi oameni mor de insuficienţă cardiacă decât cei care mor de cancer de plămîni.
Iritanţii din aer sunt atât de răspândiţi încât jumătate din numărul plămânilor examinaţi la autopsie în Statele Unite, aveau un oarecare grad de deteriorare alveolară. Oficiul de Evaluare al Tehnologiei estimează ca 250. 000 de oameni suferă de bronşită şi emfizem cauzate de poluare în Statele Unite, şi în jur de 50. 000 de morţi în plus în fiecare an sunt atribuite complicaţiilor acestor boli, care sunt probabil pe locul doi, după atacurile de cord.
Astma este o boală supărătoare caracterizată de insuficienţe respiratorii ce nu pot fi prevăzute, cauzate de episoade bruşte de spasme musculare în pereţii bronhiali. Aceste atacuri sunt declanşate deseori de inhalarea alergenilor, cum ar fi praful, polenul, părul de animale sau gazele corozive. În anumite cazuri, în aparenţă nu există nici un factor extern cauzator, astfel eliberarea internă de agenţi declanşatori este suspectată. Nu se cunoaşte dacă astma este genetică, datorată mediului sau o combinaţie a celor două.
Degenerescenţa fibroasă este numele dat acumulării de ţesut cicatrizat în plămân. Printre materialele care cauzează această boală se numără: siliciul sau praful de cărbune, azbestul, fibra de sticlă, beriliul şi aluminiul, vaporii de metal, scamele de bumbac şi chimicalele iritante. Fiecare din aceste boli are un nume individual (silicoză, boală pulmonară cauzată de beriliu), dar de fapt sunt foarte asemănătoare ca dezvoltare şi efecte. Celulele răspund la iritanţi şi materiale străine din plămâni prin închiderea zonelor afectate cu ţesut cicatrizat (produs fie de celule interstiţiale din pereţii căilor respiratorii, fie de „căptuşeala" epitelială). În timp ce plămânul se umple cu ţesut fibrotic, respiraţia este blocată şi persoana se sufocă treptat. În unele cazuri creşterea celulară determinată de prezenţa materialelor străine din plămân poate cauza formarea unor tumori. Cancerul de plămân este deseori
mortal. Emisiile principalilor poluanţi au scazut în general în România din 1989, în urma transformărilor politice şi economice din ţară. Reducerea pe scară largă a producţiei economice din majoritatea zonelor industriale şi închiderea multor instalaţii mari poluatoare au condos la reducerea cu peste 50% a emisiilor industriale pentru mulţi poluanţi în perioada 1989-2000.
Această scădere generală a emisiilor de poluanţi din aer a dus la îmbunătăţirea calităţii aerului în multe zone, în special acolo unde poluatorul principal îl constituia industria. Totuşi, mute zone sunt încă puternic poluate de către sursele industriale şi se impune în continuare luarea de măsuri pentru imbunătăţirea calităţii aerului, în special pentru reducerea emisiilor de oxizi de sulf, azot şi pulberi rezultaţi de la instalaţiile mari de ardere sau emisiile de noxe provenite de la transportul rutier.