由于人类活动造成大气环境污染与破坏，最早可追溯到人类开始用火的上古时期。柴薪的燃烧、草地和森林火灾，都会造成不同程度的大气污染。不过，那时的大气污染与现在的大气污染在性质上和程度上是完全不同的。在那个时代，人们不仅没有意识到大气污染会对人类产生多么大的危害，而且也没有能力主动地去控制它，只有在使他们呛得窒息或无法栖身时，才不得不暂时逃出洞外或迁往他处重建家园。

人类真正认识大气污染是在十八世纪中叶产业革命之后。蒸汽机的发明与广泛使用，使社会生产力得到飞速发展，在人类历史上产生了一次伟大的技术革命。随着生产力的迅速发展，煤和石油逐渐上升为主要能源，燃料燃烧造成的大气污染也随之日益加剧，严重的大气污染事件接连发生。恩格斯在《英国工人阶级状况》一书中，曾详细地描述了当时英国工业发源地曼彻斯特市的污染状况，他指出：“从烟囱里喷出的浓烟，弥漫于城市上空，使大气混浊。”英国的伦敦在手工业时期就曾出现过燃煤造成的大气污染，1873年、1880年、1892年、1952年先后又多次发生由于燃煤造成的烟雾中毒事件。最严重的一次毒雾事件是发生在1952年12月5日早晨，伦敦一带上空受高气压的影响，地面处于无风状态，浓雾笼罩整个城市。由于在50～150 m高空出现逆温层，使得大量烟尘和二氧化硫等污染物被封闭在逆温层下，污染物不能得到扩散，造成了迅速地积累，烟尘浓度高达4.5 mg／m3，约为平时的十倍，二氧化硫浓度高达3.8 mg／m3，约为平时的六倍。这次污染事件造成了大量市民患病及死亡。

十九世纪后期在日本足尾铜矿也发生了一起震惊世界的大气污染事件。随后，世界各地某些工业国家也相继发生数起大气污染事件，如1930年12月，比利时马斯河谷工业区，由于工业生产排放废气，在逆温天气下发生大气污染事件。又如1934年5月美国发生过一次席卷半个国家的风暴，卷起大量尘土，风暴以每小时96～160 km的速度从西海岸向东推进，致使芝加哥在5月11日那天降尘量达到12万多吨。

第二次世界大战以后，许多工业发达国家，由于现代工业迅速地发展，带来了范围更大、情况更加严重的环境污染问题。美国洛杉矶市由于汽车尾气的排放，在本世纪40年代以后，经常在夏季出现光化学烟雾。欧洲由于燃煤造成大气污染，使北欧许多国家降酸雨，多次引起国际争端。

在20世纪60年代后期，由于环境污染日益严重，各国人民的公害斗争此起彼伏，兴起环境保护运动，要求政府采取措施解决环境污染问题。到了70年代，人们除更加深刻地认识到环境保护的重要性外，又充分地认识到地球上人类生存环境所必须的生态条件正在日趋恶化；人口增长过快、森林过度采伐、沙漠化面积扩大、水土流失加剧、不可更新的资源过度消耗，所有这些都向今天的社会和人类提出了挑战。在此期间，联合国及其有关机构召开了一系列会议，1972年联合国召开了人类环境会议，通过了《联合国人类环境会议宣言》。宣言呼吁世界各国政府和人民共同来维护和改善人类环境，为子孙后代造福。接着又召开了一系列与改善人类生存环境有关的会议，如1974年在布加勒斯特召开了人口会议，同年又在罗马尼亚召开世界粮食会议，1977年在马德普拉塔召开世界气候会议等等。

进入20世纪80年代以后，由于人民对环境保护的要求日益提高，迫使各国政府开始重视环境保护，着手治理环境污染。许多国家用于防治大气污染的投资大幅度增加，由于相继制定了有关空气质量法、大气污染控制法；并加强了严格的环境管理，以及采取了综合防治措施，使得一些国家的大气污染基本上得到控制，环境质量有了明显的改善。