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。