Hava kirleticiler, kimyasal özellik ve yapılarına, atmosfere erişme durumlarına, yönetmelik veya yasal düzenlemelerdeki tanımlamalara göre sınıf­landırılabilir. Hava kirleticiler kimyasal yapılarına göre aşağıda verildiği şekilde sınıflandırılabilirler:

• Kükürt içeren bileşikler
• Azot içeren bileşikler
• Karbon içeren bileşikler
• Halojen içeren bileşikler
• Toksik madde içeren bileşikler
• Radyoaktif madde içeren bileşikler

Atmosfere erişim yollarına bağlı olarak kirleti­ciler birincil ve ikincil kirleticiler olmak üzere iki sınıfa ayrılmaktadırlar. Birincil kirleticiler atmos­fere kaynaktan direkt gönderilen ve bir değişime uğramayan kirletici bileşenleri temsil ederken ikin­cil kirleticiler kaynaktan çıktıktan sonra atmosfer­de bulunan diğer maddelerle kimyasal reaksiyona girip bu reaksiyonlar sonucu ortaya çıkan kirletici bileşikleri temsil etmektedir. Yer seviyesi ozonu ve smog (fotokimyasal sis) oluşumunda ortaya çıkan peroksiasetilnitrat (PAN) kirletici bileşikler ikin­cil kirleticilerdir. Oysa bunların oluşumuna zemin oluşturan yanmamış hidrokarbonlar ve azot mo­noksit (NO) birincil kirletici grubundadır. Yasal düzenlemelerle kontrol edilen hava kirleticiler ise yaygın kirleticiler dediğimiz kükürt dioksit, azot oksitler, partikül madde ve az miktarda olsalar bile atmosferde yarattıkları etkiye bağlı olarak ifade edi­le kurşun (Pb), karbon monoksit, ozon (O3) gibi hava kirleticileridir.