大氣中的HC和NOx等為一次污染物，在太陽光中紫外線照射下能發生化學反應，衍生種種二次污染物。由一次污染物和二次污染物的混合物(氣體和顆粒物)所形成的煙霧污染現象，稱為光化學煙霧。NOx是這種煙霧的主要成分，又因其1946年首次出現在美國洛杉磯，因此又叫洛杉磯型煙霧，以區別于煤煙煙霧(倫敦型煙霧)。
NO2光分解成NO和氧原子時，光化學煙霧的循環就開始了。原子氧會和氧分子反應生成臭氧(O3)，O3是一種強氧化劑，O3與烴類發生一系列復雜的化學反應，其產物中有煙霧和刺激眼睛的物質，如醛類、酮類等物質。在此過程中，NO2還會形成另一類刺激性強烈的物質如PAN(硝酸過氧化乙酰)。另外，烴類中一些揮發性小的氧化物會凝結成氣溶膠液滴而降低能見度。下列化學方程式表示光化學煙霧的主要成分和產物。
總之， NO， HC的氧化，NO2的分解，O3和PAN等的生成，是光化學煙霧形成過程的基本化學特征，其反應機理極為復雜。它對大氣造成的嚴重污染不能輕視。O3，PAN，醛類對動植物和建筑物傷害很大，對人和動物的傷害主要是刺激眼睛和粘膜，及氣管、肺等器官，引起眼紅流淚、頭痛、氣喘咳嗽等癥狀，嚴重者也有死亡的危險。O3，PAN等還能造成橡膠制品老化、脆裂，使染料褪色，并損壞油漆涂料、紡織纖維和塑料制品等等。
在發生光化學煙霧時，大氣中各種污染物的濃度比晴朗天氣要增大五、六倍(見下表)，能見度晴天為11.2km，而在煙霧天只有1.6km。
顯然，要對石油、氮肥、硝酸等化工廠的排廢嚴加管理，嚴禁飛機在航行途中排放燃料等，以減少氮氧化物和烴的排放。現在已研制開發成功的催化轉化器，就是一種與排氣管相連的反應器，它使排放的廢氣和外界空氣通過催化劑處理后，氮氧化物轉化成無毒的N2，烴可轉化成CO2和H2O。
光化學煙霧于
（1）污染空氣中NO2的光分解提供自由基或者產生活潑原子氧，誘發許多化學反應，如
NO2 hv→NO O
O O2→O3
HONO hv→HO· NO
產生的O3可把NO氧化成NO2：
NO O3→NO2 O2
（2）大氣中的碳氫化合物（HC）被HO·自由基、原子氧和臭氧所氧化，產生醛、酮、醇及酸等有機物以及中間產物RO2·，HO2·，RCO·等自由基。現以丙烯為例：
所生成的某些自由基可使NO快速轉變為NO2或使O2變成過氧基，如
RCO2· NO→NO2 RCO·
其中酮、醛產物易凝聚為煙霧，影響到大氣的可見度；另一類刺激眼睛的物質，如過氧化硝酸乙酰（PAN），它是由NO2與過氧基反應形成的：
CH3CO3· NO2→CH3CO3NO2
1940年第一次發生在美國洛杉磯市。其主要現象是大氣層出現白色煙霧，有時帶紫色或黃褐色，能見度降低，并具有特殊的刺激味。它使人眼睛紅腫流淚，刺激粘膜與呼吸道，并可誘發其它病。煙霧具有強氧化性，能使橡膠開裂，植物葉片變黃，金屬腐蝕。煙霧一般出現在強日照和低濕度逆溫氣象條件下，此時大氣中的烴類（用HC表示）和氮氧化物（NOx）在太陽輻射作用下發生光化學反應產生二次污染物，它與一次污染物混合，即形成光化學煙霧。其化學過程大體存在如下兩個過程：