آلودگي هوا به طرق گوناگوني مي‌تواند آثار زيانبار درازمدت و كوتاه مدتي بر سلامت انسانها بگذارد. تاثير آلودگي هوا بر افراد مختلف متفاوت است. آسيب پذيري برخي افراد در برابر آلودگي هوا بسيار بيشتر از سايرين است. كودكان كم سن و سال و سالمندان بيشتر از ديگران از آلودگي هوا آسيب مي‌بينند.
برخي بيماريها مانند آسم، بيماري قلبي و ريوي در مواقع آلودگي هوا تشديد مي‌شوند. معمولا ميزان آسيبها بستگي به ميزان قرار گرفتن در معرض مواد شيميايي زيانبار دارد يعني مدت تماس با آلاينده‌ها و غلظت مواد شيميايي. آلودگي هوا براي مدت كوتاه مي‌تواند بيماري مبتلايان به آسم و آمفيزم را تشديد كند.
آثار درازمدت آلودگي هوا مي‌تواند بيماري مزمن تنفسي ، سرطان ريه، بيماري قلبي، و حتي آسيب به مغز ، اعصاب ، كبد و كليه‌ها را شامل شود. تماس مداوم با آلاينده‌ها بر ريه كودكان تاثير مي‌گذارد و در سالمندان سبب تشديد بيماري مي‌شود. عقيمي ناشي از كاهش شمار اسپرم در مردان از عوارض آلودگي هوا شناخته شده است. آلودگي هوا نه تنها در تشديد آسم نقش دارد بلكه بزرگترين عامل خطر در ايجاد اين بيماري محسوب مي‌شود. پزشكان از جمله عوامل موثر در بروز جوش صورت را آلودگي هوا معرفي مي‌كنند. اين معضل براي بيماران ديابتي مرگبار است. آلودگي هوا در فرايند كنترل جريان خون در ديابتي‌ها اختلال ايجاد مي‌كند.
در تحقيقات انجام شده مشخص شده است آلودگي هوا در بروز چاقي نقش دارد و مرگ زودرس در نواحي آلوده شهرها به اثبات رسيده است.
در گياهان آلاينده‌ها توان گياهان را براي مقابله با بيماريها و حشرات كاهش مي‌دهند و در رشد آنها تاثير منفي مي‌گذارند. بسياري از درختان در بزرگراههاي شهر تهران در حالت نيمه مرگي هستند كه به علت انباشت لايه‌اي از ذرات آلاينده بر شاخ و برگ آنهاست.
آثار آلودگي هوا به حدي گسترده است كه تحقيقات در اين‌باره همچنان ادامه دارد. بيماريهاي ناشي از آلودگي هوا مي‌تواند بسيار پرهزينه باشد.