大气环境指生物赖以生存的空气的物理、化学和生物学特性。物理特性主要包括空气的温度、湿度、风速、气压。化学特性则主要为空气的化学组成。

工业革命以来，人类活动正深刻改变着大气环境。人类活动影响大气环境质量的方式主要包括：①矿物燃料的利用及工、农业活动大量排放人为热、温室气体、酸性物质、气溶胶及其他持久性污染物等。②人类社会的发展不断改变土地利用方式和下垫面性质。这些活动基本都直接或间接改变了地球辐射平衡，破坏了原有的大气化学平衡，并扰乱了地球大气-生态圈的物质循环过程。

空气污染、大气沉降和气候变化是大气环境质量变化的三种体现，它们之间存在密切的内在联系。大气组分的改变会影响辐射强度，全球变暖会增加大气水汽含量，改变大气温度垂直结构，影响降水、干沉降速率和对流层化学，从而影响污染物的传输、扩散、转化和沉降过程。①从空气污染的角度，大气环境质量性质体现在空气污染物浓度水平、持续时间、污染事件发生频率、气象扩散条件和空气污染的复合程度等方面，是区域生态环境质量的重要组成部分。改革开放以来，中国各地区特别是东部经济发达地区的大气环境污染问题的独特性表现为：污染物浓度高（主要污染物包括PM2.5、PM10、NO_x、SO₂、O₃等）；极高浓度的颗粒物污染事件发生频率高、速度快、范围广；区域性复合污染频发。《全球疾病负担2010》报告指出，PM2.5污染是继不良饮食习惯、高血压和吸烟之后，在中国名列第四位的致死因子。②从大气沉降的角度，大气环境质量性质表现在污染物的大气沉降通量及其大气态临界负荷上，其数值大小取决于大气污染物的排放及浓度水平、化学转化机制、边界层结构、降水强度、云过程、下垫面性质等因素。从20世纪70年代开始，酸沉降已发展成全球面临的主要环境问题之一。③从气候变化的角度上看，大气环境质量的改变主要体现为全球变暖。150多年来，全球表面温度呈现明显的上升趋势。近50年来，中国的气温上升趋势也非常明显。除自然因素以外，全球变暖还取决于人为活动引起的温室效应、气溶胶辐射强烈，以及下垫面改变带来的陆气物质交换过程。

随着计算机技术的发展，大气化学传输模式和气候模式成为综合评价空气污染、大气沉降现状和预测未来全球气候条件的主要工具。大气化学传输模式主要耦合了传输扩散过程、气象化学过程、液相化学过程、干湿沉降过程等，是空气质量模拟系统的核心部分；而气候模式主要耦合了大气模式、海洋模式、海冰模式、陆面模式、碳硫循环模式等。