光化学烟雾是一种混合物的总称。它是排入大气中的NO_X和碳氢化合物受太阳紫外线作用。发生光化学反应所产生的一种刺激性很强的浅蓝色的混合烟雾。其中主要成分是臭氧、醛类和各种过氧酰基硝酸酯（PANs）此外，还含有酮类、醇类、酸类等。

　　光化学烟雾的形成过程极为复杂，具有交错的连锁反应。根据 “烟雾室”模拟实验多次结果及在美国、日本某些城市的实际测定，归纳出光化学烟雾形成的几个主要过程和基本反应如下。

　　（1）起始阶段——引发反应：NO₂在日光作用下吸收光能，产生臭氧和原子氧。

　　以上反应在缺乏碳氢化合物的情况下呈循环反应，NO₂可以再生。一旦出现碳氢化合物（HC），则反应往下发展。

　　（2）自由基生成阶段——连锁反应：此阶段主要是碳氢化合物与O和O₃氧化，产生多种自由基。每个反应能产生一个以上的自由基。

　　（3）自由基传递阶段：此阶段每个反应过程中，每个自由基只能转变成一个另一种自由基。

　　此阶段生成的醛类也吸收光能参与光化学反应，产生自由基。

　　（4）自由基减少阶段——终止反应：此阶段自由基逐渐消失，产生更多的稳定产物。

　　SO₂生成的二次污染物——硫酸雾和硫酸盐，也是光化学烟雾中的一部分。

　　在各种光化学反应产物中，臭氧约占85％以上，PANs约占10％，其他物质的比例很小。PANs中主要是过氧乙酰硝酸酯（PAN），其次是过氧苯酰硝酸酯（PBN）和过氧丙酰硝酸酯（PPN）等。醛类化合物主要是甲醛、乙醛、丙烯醛等。

　　光化学烟雾是强氧化剂，在各种光化学反应产物中，臭氧约占85％以上，PANs约占10％，其他物质的比例很小。PANs中主要是过氧乙酰硝酸酯（PAN），其次是过氧苯酰硝酸酯（PBN）和过氧丙酰硝酸酯（PPN）等。醛类化合物主要是甲醛、乙醛、丙烯醛等。由于光化学烟雾中的很多物质都具有强烈的氧化作用，在应用碘化钾法作测定时能使碘从碘化钾溶液中氧化出来，因此总称这些物质为"总氧化剂"，以O₃为代表。