Le smog photochimique se forme lorsque des émissions contenant des oxydes d'azote, comme les gaz d'échappement des voitures, interagissent avec des composés organiques volatils en présence de la lumière du soleil. L'oxygène contenu dans les composés et la chaleur de la lumière du soleil réagissent pour former de l'ozone troposphérique.
Le smog nécessite la lumière du soleil, des oxydes d'azote, des composés organiques volatils et des températures d'au moins 18 degrés Celsius pour se former. La lumière du soleil décompose les dioxydes d'azote en molécules d'oxyde d'azote et d'oxygène atomique. L'oxygène atomique libre réagit alors avec l'oxygène atmosphérique pour former de l'ozone, qui est un bouclier nécessaire contre le rayonnement dans l'atmosphère, mais nocif pour la vie au niveau du sol. Alors que l'ozone se forme également naturellement dans des conditions atmosphériques normales, même au niveau du sol, il est normalement consommé par l'oxyde d'azote ambiant. La pollution introduit des composés organiques volatils qui fournissent un autre moyen pour que l'oxyde d'azote réagisse, ce qui signifie que l'ozone n'est pas consommé et peut potentiellement atteindre des niveaux toxiques.
Le smog représente une grave menace pour la santé des plantes, des humains et des animaux, selon l'Environmental Protection Agency. Le smog peut irriter les systèmes respiratoires, aggraver les affections pulmonaires chroniques et l'asthme, et même causer des lésions pulmonaires permanentes. Le smog cause des dommages aux forêts, aux cultures et à d'autres formes de vie verte et peut détruire de vastes étendues de végétation.