大気に含まれる炭化水素のうち最も重要なものはメタンであり、自然起源や化石燃料の使用により発生するほか、対流圏でOHラジカルと反応することにより、硫黄化合物やハロゲン化物の各種反応に寄与している。また温室効果ガスとしての作用を持つ。ただし組成比としては排気ガスの影響によりメタンよりもエタン、エテン、プロペン、イソプレン、アセチレンなどが多いことがある。
ハロゲン化物.
大気に含まれるハロゲン化物は次のように分類される。
これはスプレーや消化剤に用いられているが、オゾン層を破壊するために、使用が規制されている。温室効果ガスでもある。
オゾン.
粒子状物質.
大気中の微粒子（粉塵、粒子状物質、エアロゾル）はシリカ（珪素）、炭素粒子、塩化ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸、各種の金属粒子などがある。火山の噴火、海塩粒子、花粉やカビなどの生物が原因となる自然起源のもの、人間活動に伴って放出される人為起源のものがある。不溶性の粒子は吸入すると呼吸器に付着し、呼吸器疾患の原因となることがある。
そのため大気汚染の激しい地域では大気中の浮遊粒子状物質（SPM）の測定が定期的に行われている。測定にはフィルターを通して一定時間空気を吸入しフィルターに付着した物質を分析するサンプラーや、水平板に降下する煤塵を測定するダストジャーなどの装置が用いられる。
また、現在の分析技術では大気粉塵中の有機物の数％しか同定することが出来ないため、分析技術の発展が望まれている。
有害物質.
大気中の光化学.
対流圏.
また、対流圏のオゾンが高濃度になると、人体への影響がある。
成層圏.
しかし実際に成層圏で観測されるオゾンは、チャップマン機構により予測されるオゾンの存在量よりもはるかに少ない。これは成層圏に存在する水素酸化物、窒素酸化物、塩素酸化物などの微量成分による触媒作用によってオゾンが消滅するためであることが分かっている。
雲物理学.
雲物理学とは、大気中の雨や雪の生成過程を扱う学問分野の一つであり、大気化学、気象学の一つの分野として考えられる。
惑星大気.