Wpływa zwłaszcza na stan zdrowia mieszkańców i ich samopoczucie, ale również na inne elementy struktury miejskiej, takie jak roślinność czy substancja materialna (np. budynki i inne obiekty infrastrukturalne – poprzez zwiększanie zagrożenia korozji).

Zanieczyszczenia powietrza można podzielić na gazowe oraz pyłowe. Spośród tych pierwszych, w warunkach polskich miast, problemem mogą być tlenki azotu oraz ozon, zwłaszcza w okresie letnim. Największe zagrożenie, szczególnie dla zdrowia, można jednak wiązać z tzw. pyłem zawieszonym (PM10 oraz PM2,5) oraz jego składnikami, zwłaszcza wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi (WWA), w tym benzo(a)pirenem, którego stężenie często w Polsce przekracza ustalone normy.

Podstawowym źródłem zanieczyszczeń pyłowych w Polsce są systemy indywidualnego ogrzewania wykorzystujące paliwa stałe (węgiel i drewno), często z zastosowaniem pieców starego typu opalanych węglem złej jakości. Spotykanym, także w miastach, zjawiskiem niezgodnym z prawem jest spalanie odpadów domowych (np. plastików, gumy) czy odpadów poprodukcyjnych w małych zakładach wytwórczych. Ze względu na niewielkie wysokości emitorów (kominów) ten typ źródeł zanieczyszczeń jest ogólnie nazywany „niską emisją”. W miastach stanowi ona problem głównie na obszarze osiedli z zabudową jednorodzinną, ale również na terenach peryferyjnych. Emisja z indywidualnego ogrzewania występuje także w centralnych rejonach wielu miast, zwłaszcza na obszarach starszej zabudowy, nie podłączonej do systemów centralnego ogrzewania. Problem ten wiąże się również z występującymi w Polsce brakami w zakresie efektywności energetycznej budynków i potrzeby ich termomodernizacji.

Drugą kategorią źródeł emisji zanieczyszczeń jest komunikacja samochodowa, znacząca zwłaszcza w centrach miast, gdzie występuje duże obciążenie ruchem pojazdów. Brak płynności ruchu, a także ograniczone gęstą zabudową możliwości przewietrzania powodują wzrost koncentracji różnego rodzaju zanieczyszczeń, zwłaszcza dwutlenku azotu oraz pyłu zawieszonego, który pochodzi zarówno z „rury wydechowej”, jak i ścierania opon, klocków hamulcowych i unosu z dróg. Trzecią kategorią źródeł emisji jest przemysł w tym duże zakłady (np. elektrownie i ciepłownie) posiadające emitory o znacznej wysokości.

Z uwagi na aktywność głównych źródeł emisji (ogrzewania) oraz występujące niekorzystne warunki meteorologiczne (np. inwersje temperatury, niska prędkość wiatru i temperatura powietrza) problem zanieczyszczenia powietrza pyłem nasila się w okresie zimowym i jesiennym. Grupami szczególnie narażonymi na niekorzystne oddziaływanie zanieczyszczeń są dzieci, osoby starsze, a także przewlekle chore na schorzenia układu oddechowego oraz sercowo-naczyniowego.

Istotnym czynnikiem wpływającym na jakość powietrza w miastach jest ich zagospodarowanie przestrzenne, co jest związane zarówno z warunkami wymiany powietrza (poprzez tzw. kliny napowietrzające) jak i generowaniem potrzeb komunikacyjnych mieszkańców przez tzw. zjawisko „rozlewania się” miast.

Kształtowanie jakości powietrza jest rolą władz samorządowych i rządowych, ale także mieszkańców. Mają oni możliwość wpływania na emisję zanieczyszczeń np. poprzez wybór komunikacji zbiorowej lub alternatywnych do samochodu form transportu – roweru czy podróży pieszej, a także typu systemu ogrzewania i jakości stosowanych paliw. Mogą oni również ograniczać narażenie własne i osób bliskich na występujące zanieczyszczenie, uzależniając miejsce przebywania lub przemieszczania się (np. w drodze do pracy lub szkoły) od poziomu zanieczyszczeń. W tym celu wykorzystuje się coraz powszechniej dostępne źródła informacji o aktualnej i prognozowanej jakości powietrza, przede wszystkim oficjalne strony internetowe służb Inspekcji Ochrony Środowiska oraz aplikacje na urządzenia mobilne.

Istnieje możliwość ograniczania zarówno emisji zanieczyszczeń powietrza, jak i narażenia mieszkańców miast z wykorzystaniem nowoczesnych technologii informatycznych będących elementem inteligentnych miast. Przykładem takich rozwiązań mogą być: systemy zarządzania ruchem drogowym i sterowania procesami produkcyjnymi, systemy wspomagania decyzji inwestycyjnych i planowania przestrzennego w mieście, systemy modelowania i prognozowania jakości powietrza, przetwarzania i analizy danych pomiarowych, a także systemy informacyjne i ostrzegawcze.