对流层O3污染一方面来自于自然界。其中，平流层O3入侵是重要途径之一，但其平均贡献不足10%，且主要影响的是对流层上部，对低海拔地区近地面O3的影响很小。

其次，自然界产生的氮氧化物（NOx）（土壤、闪电等）与植物排放的挥发性有机物（VOCs，甲烷、萜烯类化合物）反应也会生成O3。

近地面臭氧大多是在高温光照条件下，由机动车、发电厂、燃煤锅炉和水泥炉窑排放的氮氧化物，加上机动车，石化工业排放和有机溶剂的挥发出的挥发性有机物，两者在光照太阳辐射的催化作用下产生的。