光化學煙霧形成過程簡述如下：清晨大量的碳氫化合物和NO由汽車尾氣及其他源排入大氣。由于晚間NO氧化的結果，已有少量NO2存在。當日出時，NO2光解離提供原子氧，然后NO2光解反應及一系列次級反應發生，-OH開始氧化碳氫化合物，并生成一批自由基，它們有效地將NO轉化為NO2，使 NO2濃度上升，碳氫化合物及NO濃度下降；當NO2達到一定值時，O3開始積累，而自由基與NO2的反應又使NO2的增長受到限制；當NO向NO2轉化速率等于自由基與NO2的反應速率時，NO2濃度達到極大，此時O3仍在積累之中； 當NO2下降到一定程度時，就影響O3的生成量；當O3的積累與消耗達成平衡時，O3達到極大。[7]

光化學煙霧的形成及其濃度，除汽車排氣中污染物的數量和濃度直接決定以外，還受太陽輻射強度、氣象以及地理等條件的影響。太陽輻射強度是一個主要條件， 太陽輻射的強弱，主要取決于太陽高度，即太陽輻射線與地面所成的投射角以及大氣透明度等。因此，光化學煙霧的濃度，除受太陽輻射強度的日變化影響外，還受該地的緯度、海拔高度、季節、天氣和大氣污染狀況等條件的影響。光化學煙霧是一種循環過程，白天生成，傍晚消失。污染區大氣的實測表明，一次污染物CH和NO的zui大值出現在早晨交通繁忙時刻，隨著NO濃度的下降，NO2濃度增大，O3和醛類等二次污染物隨著陽光增強和NO2、HC濃度降低而積聚起來。它們的峰值一般要比NO峰值的出現要晚4-5小時。二次污染物PAN濃度隨時間的變化與臭氧和醛類相似。城市和城郊的光化學氧化劑濃度通常高于鄉村，許多鄉村地區光化學氧化劑的濃度增高，有時甚至超過城市。這是因為光化學氧化劑的生成不僅包括光化學氧化過程，而且還包括一次污染物的擴散輸送過程，是兩個過程的結果。因此光化學氧化劑的污染不只是城市的問題，還是區域性的污染問題。短距離運輸可造成O3的zui大濃度出現在污染源的下風向，中尺度運輸可使臭氧擴散到上百公里的下風向，如果同大氣高壓系統相結合可傳輸幾百公里。

在北緯60°～南緯60°間的一些大城市，都可能發生光化學煙霧。光化學煙霧主要發生在陽光強烈的夏、秋季節。隨著光化學反應的不斷進行，反應生成物不斷蓄積，光化學煙霧的濃度不斷升高，約3h～4h后達到zui大值。這種光化學煙霧可隨氣流飄移數百公里，使遠離城市的農村莊稼也受到損害。