Biossido di zolfo (SO2)
E’ un gas incolore, di odore acre. Proviene per la maggior parte dalla combustione del carbone o di altri combustibili fossili contenenti zolfo, usati per il riscaldamento. In misura molto minore (dell’ordine del 5%) proviene dalle emissioni dei veicoli diesel. Per questo motivo la concentrazione di SO2 presenta una variazione stagionale molto evidente, con i valori massimi nella stagione invernale. Grandi sorgenti di SO2 sono le centrali termoelettriche a carbone, non presenti in Valle d'Aosta, e alcuni processi industriali. L’SO2 è molto irritante per gli occhi, la gola e le vie respiratorie. In atmosfera, attraverso reazioni con l'ossigeno e le molecole di acqua, contribuisce all'acidificazione delle precipitazioni, con effetti negativi sulla salute dei vegetali. Le precipitazioni acide possono avere effetti corrosivi anche su materiali da costruzione, vernici, metalli e manufatti in pietra, in particolare marmi.


Ossidi di azoto (NO e NO2)
Il monossido di Azoto (NO) è un gas incolore, inodore e insapore, mentre il biossido di Azoto (NO2) si presenta sotto forma di un gas rossastro di odore forte e pungente.
L'NO si forma, in tutti i processi di combustione in presenza di aria per reazione dell'azoto con l'ossigeno atmosferico, soprattutto in condizioni di elevata temperatura. Esso reagisce successivamente con l'ossigeno (O2) dell'atmosfera, dando origine al biossido di azoto (NO2). La concentrazione di NO2 in aria dipende però anche da altri processi, tra i quali è particolarmente rilevante la reazione dell'NO con l'ozono (O3) prodotto nelle ore di maggiore irraggiamento solare. L’ NO2 è dunque da considerare un inquinante secondario, anche se piccole quantità di questo gas si formano durante il processo di combustione stesso. Le principali sorgenti artificiali di NO, e dunque di NO2, sono gli impianti di riscaldamento, alcuni processi industriali e i gas di scarico dei veicoli a motore, soprattutto in condizione di accelerazione e marcia a regime di giri elevato (combustione a temperatura più alta). Anche le concentrazioni degli ossidi d’azoto presentano un andamento stagionale, che però è meno marcato rispetto a quello dell'SO2. Perché più stabile, NO2 è considerato più importante per gli effetti sulla salute umana; esso provoca irritazioni alle mucose degli occhi e danni alla vie respiratorie e alla funzionalità polmonare. L’NO2 contribuisce all'acidificazione delle precipitazioni, con effetti dannosi del tipo di quelli prodotti da SO2.
 

Monossido di Carbonio (CO)
E’ l'inquinante gassoso più abbondante in atmosfera; l'unico la cui concentrazione venga espressa in milligrammi al metro cubo. E’ un gas incolore e inodore. Proviene dalla combustione di materiali organici quando la quantità di ossigeno a disposizione è insufficiente. La principale sorgente di CO è rappresentata dai gas di scarico dei veicoli a benzina, soprattutto (a differenza di NO) funzionanti a bassi regimi, come nelle situazioni di traffico urbano intenso e rallentato. Il CO ha la proprietà di fissarsi all'emoglobina del sangue impedendo il normale trasporto dell'ossigeno nelle varie parti dei corpo. Gli organi più colpiti sono il sistema nervoso centrale e il sistema cardiovascolare, soprattutto per le persone affette da cardiopatie. Concentrazioni elevatissime di CO possono anche condurre alla morte per asfissia. Alle concentrazioni abitualmente rilevabili nell'atmosfera urbana gli effetti sono reversibili.


Ozono (O3)
L'ossigeno dell'aria si presenta abitualmente in forma di molecola biatomica (O2). Quando però si presenta in forma di molecola triatomica (O3) prende il nome di ozono. E’ un gas altamente reattivo, di odore penetrante e dotato di elevato potere ossidante. Nel dibattito contemporaneo sui problemi ambientali, l'ozono compare in un duplice ruolo: da una parte come ozono «buono», presente naturalmente nella stratosfera, con funzione di filtro per la componente ultravioletta B e C della radiazione solare, altamente nociva per gli organismi viventi. Questo è l'ozono di cui si parla in riferimento al problema dell'assottigliamento dello strato di ozono (buco dell'ozono). Al contrario, l'ozono presente nell'aria che respiriamo, negli strati inferiori dell'atmosfera, è un inquinante. Questo ozono «cattivo» è generato a partire dall'azione della radiazione solare sulle molecole di biossido di azoto presenti in atmosfera. Le reazioni dell'ozono con gli ossidi di azoto sarebbero tuttavia a bilancio complessivo nullo: sotto l'azione della luce solare si avrebbe un ciclo continuo di formazione e distruzione dell'ozono. L’ozono si accumula solo se l'atmosfera, oltre ad essere inquinata da ossidi di azoto, contiene anche idrocarburi reattivi, trovandosi in situazione favorevole allo sviluppo di smog fotochimico. L’ozono è quindi un tipico inquinante secondario, caratteristico dei mesi primaverili ed estivi a più alta insolazione. Gli stessi agenti inquinanti all’origine della formazione di O3, reagiscono con esso direttamente, distruggendolo. Per questo motivo, esso raggiunge le maggiori concentrazioni alla periferia delle aree inquinate urbane, nelle zone sottovento. Può accumularsi anche negli strati superiori della troposfera, lontano da sorgenti di inquinamento, da dove può venire trasportato al suolo per effetto dei venti di caduta, e in particolare del phoen, tipico delle stagioni invernali e primaverili. Questo fenomeno è caratteristico di tutte le zone a ridosso della catena alpina, e in particolare della Valle d’Aosta.
L'ozono è particolarmente irritante per le vie respiratorie e per gli occhi. Provoca lesioni sulle foglie di alcuni vegetali. Su gomme e fibre tessili provoca alterazioni riducendo l'elasticità e rendendo fragile il materiale. L'ozono è inoltre un gas serra, ovvero in grado di modificare, significativamente, anche a basse concentrazioni, l'equilibrio radiante dei sistema terra - atmosfera, producendo un riscaldamento globale dell'atmosfera. Il suo contributo percentuale al riscaldamento globale è stato stimato nell'8%, contro il 50% della CO2, il 20% dei clorofluorocarburi, il 16% dei metano e il 6% del protossido d'azoto (N2O).


Polveri totali sospese (PTS) e frazione fine (PM10)
L’origine delle particelle presenti in sospensione nell’atmosfera è assai varia: quelle più grossolane, di diametro maggiore di qualche µm, provengono per lo più dalla risospensione di polveri inerti da cantieri, aree scoperte, superfici stradali ecc.. Particelle di origine vegetale, aggregati di particelle incombuste provenienti da impianti di combustione e dai motori degli autoveicoli costituiscono invece la frazione fine dei particolato. Queste ultime soprattutto possono inoltre veicolare sulla loro superficie metalli pesanti (piombo, cadmio, zinco, ecc.) e molecole complesse di idrocarburi (idrocarburi policiclici aromatici ad alto peso molecolare).
La nocività sulla salute umana, dipende sia dalla composizione chimica che dalla dimensione delle particelle: quelle di diametro superiore a 10 µm si fermano nelle mucose rinofaringee dando luogo a irritazioni e allergie; quelle di diametro compreso tra 5 e 10 µm raggiungono la trachea e i bronchi; quelle infine con diametro inferiore a 5 µm possono penetrare fino agli alveoli polmonari. Le particelle fini sono dunque particolarmente pericolose. Per questo motivo la legislazione ha  preso in considerazione la misura selettiva della frazione di particolato atmosferico con diametro aerodinamico inferiore a 10 µm, indicato come PM10, stabilendo per essa specifici valori di riferimento di concentrazione e, in prospettiva la frazione PM2.5. Il particolato atmosferico produce degradazione delle superfici esposte e riduzione della visibilità. Su larga scala può produrre modificazioni sul clima.


Benzene (C6H6)
Il benzene è il composto aromatico più semplice. Questo inquinante primario proviene per circa il 90% dagli autoveicoli, emesso sia dai gas di scarico che, in misura inferiore, dall'evaporazione del combustibile medesimo. Anche la combustione del legno produce benzene, così come il fumo di sigaretta, che rappresenta una notevole fonte di esposizione per i fumatori attivi e passivi. In ambiente confinato le concentrazioni di benzene possono raggiungere valori confrontabili, se non superiori, a quelli dell'atmosfera esterna inquinata, per effetto, come si è detto del fumo di sigarette e dell'utilizzo di materiali per l'edilizia, colle, vernici, legnami, prodotti per la pulizia contenenti benzene come solvente.
Il benzene viene classificato dall'IARC (International Agency for Research on Cancer) nel gruppo 1, cui appartengono tutte quelle sostanze per le quali è stato accertato il potere di induzione di tumore nell'uomo. Per esposizione cronica esso infatti esercita un'azione tossica sul midollo osseo con possibile induzione di leucemia. Altri effetti sono a carico dei sistema nervoso centrale.