La pollution atmosphérique résulte principalement des gaz et particules rejetées dans l’air par les véhicules à moteur, les installations de chauffage, les centrales thermiques et les installations industrielles : dioxydes de carbone, de soufre et d’azote, poussières, particules radioactives, produits chimiques (dont certains engrais et pesticides), etc..
On distingue deux types de sources ;
Cette distinction est parfois difficile à établir ; la dégradation anthropique des sols (ex : réchauffement des pergélisol) peut favoriser des émissions de méthane qu'on jugera ou non naturel, de même qu'une aridification anthropique induite par le drainage, le surpâturage, la salinisation et dégradation des sols favorise des envols de poussière qu'il est difficile de différencier des envols naturels à partir des déserts supposés naturels ou originels.
De plus en plus nombreux, ils rejettent des gaz polluants : gaz carbonique (non toxique mais cause essentielle de l'effet de serre, en théorie), monoxyde de carbone, oxydes d'azote… jusque dans la haute atmosphère avec les avions et fusées. La plupart des moteurs font appel aux énergies fossiles (pétrole, houille, gaz naturel), à l'origine d'une pollution chronique depuis le début du XXe siècle. Près de 25 % des gaz à effet de serre sortent des pots d'échappement.
Les besoins en énergie augmentent et leur satisfaction entraîne une pollution croissante sur la planète, notamment en Chine qui en 2006 est devenu le pays le plus émetteur de CO2 avec la délocalisation d'une grande partie de la production des pays riches (la Chine utilise à 69 % le charbon pour sa production énergétique, ce qui est un taux 42 fois plus élevé que la moyenne mondiale). Depuis 2006 notamment, la Chine est devenue le premier pays émetteur de CO2 devant les États-Unis en totalisant presque 20% des émissions globales. En 2007, une centrale au charbon y serait mise en route tous les 3 jours, chacune développant la puissance d'un réacteur nucléaire.
La fabrication de la plupart des articles domestiques dans le monde entraîne la libération de substances chimiques toxiques, dans l’atmosphère. C’est le cas, notamment pour la fabrication d’objets en matières plastiques. Selon les cas et les pays, les entreprises sont contrôlées et/ou doivent produire des autocontrôles ou évaluation de leurs émissions polluantes. En Europe, certaines données sont obligatoirement publiques (Convention d'Aarhus) et transmises à un registre européen des rejets et des transferts de polluants (remplaçant l'ancien registre européen des émissions de polluants (EPER), traduit en France par l'Arrêté du 31 janvier 2008 et un registre national ; le sol, l'eau et l'air doivent être pris en compte, pour les entreprises produisant des produits dangereux produits à plus 2 t/an, et de déchets non dangereux à plus de 2 000 t/an. Le 13 mars 2008, une circulaire a ajouté 22 polluants de l’air et 22 de l’eau à l'ancienne liste des substances.
L'agriculture est en partie responsable de l'effet de serre et du réchauffement climatique du fait des émissions de trois gaz à effet de serre :
En France, c'est le premier secteur émetteur de gaz à effet de serre.