من الممكن أن تؤدي عملية امتصاص الضوء من قبل العناصر الكيميائية الموجودة في الغلاف الجوي، إلى تفاعلات تدعى بالتفاعلات الكيميائية الضوئية، والتي يمكن ألا تحدث عند نفس شروط الوسط، كدرجة الحرارة وغياب الضوء، وقد تحدث بغياب التحفيز الكيميائي وعند درجات حرارة أقل من تلك المطلوبة لهكذا نوع من التفاعلات. تلعب هذه التفاعلات دوراً هاماً في تحديد طبيعة ومصير الجزيئات الكيميائية الموجودة في الغلاف الجوي. يعد ثاني أوكسيد النيتروجين، NO₂، من أهم وأكثر العناصر الفعالة ضوئياً الموجود في الغلاف الجوي الملوث، حيث يدخل كعنصر أساسي في تفاعلات تشكل الضباب الدخاني الملوث، الذي سوف يدرس لاحقاً بالتفصيل.

تدخل الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي بتفاعلات كيميائية ضوئية، بعدة أشكال فعالة وغير مستقرة، حيث تمتص الطاقة الضوئية ، لتشكل جزيئة مهيجة  Excited Species، أو جذور حرة Free Radicals بشكليها الذري أو الجزيئي، أو شوارد Ions، المؤلفة من ذرات أو جزيئات مشحونة، إما إيجابياً أو سلبياً.