光化學煙霧是排入大氣的氮氧化物和碳氫化物受太陽紫外線作用所產生的一種具有刺激性的淺藍色煙霧，其中包含臭氧、過氧醯基硝酸酯 (PAN)和醛類等多種複雜化合物。這些化合物都是光化學反應生成的二次污染物。在特定的地理條件下，當遇逆溫或不利於擴散的氣象條件時，煙霧便會積聚不散，造成大氣污染事件，使人眼和呼吸道受刺激或誘發各種呼吸道炎癥，危及人體健康。這種污染事件最早出現在美國洛杉磯，所以又稱洛杉磯型煙霧。近年來，光化學煙霧在日本的東京、大阪、川崎市和愛知縣，澳大利利亞的悉尼，意大利的熱那亞和印度的孟買等城市，也先後出現。
污染來源 大氣中的氮氧化物和碳氫化物主要來自汽車廢氣以及石油和煤的燃燒廢氣。廢氣中的氮氧化物主要是一氧化氮。一氧化氮與空氣中的氧結合生成二氧化氮。二氧化氮在太陽紫外線的作用下，產生一系列光化學反應。在光化學反應產物中，臭氧占85％以上，PAN約占10％，其他物質如醛類等占的比例很小。具有一定強度的日光輻射是形成光化學煙霧的重要條件。在一年中，夏秋季是發生光化學煙霧的季節，而在一日中，下午2時前後是光化學煙霧達到峰值的時刻。光化學氧化劑可由城市污染區擴散到100公裡，甚至700公裡以外。
危害 光化學煙霧對人體最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道粘膜，引起眼睛紅腫和喉炎，這可能是受到其中的甲醛、丙烯醛和過氧乙酰硝酸酯等二次污染物的刺激造成的。光化學煙霧對人體的另一些危害則與臭氧濃度呈明顯的劑量－反應關系。人對臭氧的嗅覺閾為0.01～0.015ppm。大氣中臭氧的濃度達到0.1～0.5ppm時，會引起哮喘發作，導致上呼吸道疾病惡化，並且刺激眼睛，使視覺敏感度和視力降低。在濃度為0.2～0.8ppm時，隻要暴露兩小時就會出現氣管刺激癥狀，引起胸骨下疼痛和肺通透性降低，使機體缺氧；濃度再高，就會出現頭疼，並使肺深部氣道變窄，出現肺氣腫；接觸時間過長，還會損害中樞神經，導致思維紊亂或引起肺水腫等。臭氧還可引起潛在性的全身影響，如誘發淋巴細胞染色體畸變，損害酶的活性，引起溶血反應，影響甲狀腺功能，使骨骼早期鈣化等。長期吸入氧化劑會影響體內細胞的新陳代謝，加速人的衰老。動物實驗證明，氧化劑還能降低肺部對細菌的抵抗力。關於光化學煙霧所形成的氧化劑危害人體的機理，尤其是加速人體衰老的機理尚待進一步研究。
防治措施 預防光化學煙霧污染必須采取一系列綜合性措施，其中包括制訂法規，監測廢氣的排放，改善汽車排氣系統和提高汽油質量等。目前中國還未規定臭氧的最高容許濃度。美國環境保護局規定總氧化劑最高容許濃度為0.08ppm（1小時平均濃度）；烴類物質（不包括甲烷）為0.24ppm（上午6～9時3小時的平均值）。