大气污染扩散是大气中的污染物在湍流的混合作用下随时间逐渐分散稀释的过程，影响污染物扩散的因素包括气象条件、下垫面、污染源等。
气象条件对大气污染物扩散的影响（1）风
风向：风向影响污染物的水平迁移扩散方向，总是不断将污染物向下风向输送，所以高浓度污染常出现在污染源的下风向。
风速：风速对污染的影响很复杂，风速小，一方面大气稀释扩散能力弱，引起局地污染物浓度增加；但另一方面，在微风条件下热烟云抬升较高，从而使地面浓度减少。风速大，一方面固然表示大气扩散稀释能力强，使地面浓度减少；而另一方面，强风能使上升烟云弯曲提早抵达地面，引起地面浓度增加，同时强风将使烟云在建筑物背风侧造成下洗，会增加地面浓度，这一效应有时称作风速的次生效应，它对高架源的影响比对地面源更为重要。
（）大气湍流
湍流运动可使污染物向各方向扩散，湍流具有极强的扩散能力，它比分子扩散快~倍，一般大气湍流的强弱取决于热力和动力两种因子，在气温垂直分布呈强递减时，热力因子起主要作用，而在中性层结情况下，动力因为起主要作用。动力湍流受风速影响，风速越大，湍流越强，污染物扩散越快。热力湍流则由大气垂直方向温度变化引起，受地表温度影响，近地面空气受热膨胀上升，上面的冷空气下降，形成垂直运动。
（3）温度层结
温度是决定烟气抬升的一个重要因素，气温随高度的分布称为温度层结，当气温随高度增加时则出现逆温层，逆温层是非常稳定的气层，阻碍烟流向上和向下扩散，只在水平方向扩散，在大气中形成一个扇形的污染区，同时，一旦逆温层消退，在近地面会出现短时的熏烟污染现象，会造成更高浓度的污染。
（4）大气稳定度
大气稳定度，也是影响大气稀释能力的一个重要气象因素。在白天，太阳辐射使地面温度上升，靠近地面的空气密度比上空的小，轻的空气在下，重的空气在上，容易使上下空气对流扰动。这时大气处于不稳定状态，向空气中排放的污染物就容易稀释。但是在夜间则相反，地面发生热量向外辐射，地表冷却，温度下降，靠近地面的温度比上空的空气温度低，称为逆温。这时重的空气在下，轻的空气在上，很难使大气发生上下交换，大气处于稳定状态，不利于污染物的迁移扩散。
下垫面对大气污染物扩散的影响除气象条件外，下垫面状态也是影响城市大气污染的重要因素。这是因为下垫面的粗糙度及其构成直接影响着该地区的气象条件。影响大气污染扩散的下垫面有以下几个方面：
（1）城市下垫面
城市下垫面的基本特征：粗、热、干。一方面，非均匀的下垫面造成动力学粗糙度增大，使得城区风速减小，气流不规则，湍流强度增大。另一方面，由城乡水平温差引起的热岛效应和热岛环流，冷空气从四周的乡村流向市中心，在市中心形成复合上升气流，并将暖空气带到高空，为满足动量守恒原理，在市中心上空与乡村区域形成补偿的辐射和下沉气流，连同市中心的辐射上升气流组成完整的闭合环流，即热力湍流。
城市边界层的风场和温度场的分布和变化规律比乡村复杂，城市近地层的风速减小，湍流增强，温度层结更不稳定，白天扩散稀释速率增大，夜间有逆温层顶盖，污染物不易扩散。
（）水域下垫面
水域下垫面所产生的特殊流场势必影响污染物的输送和扩散。水域引起的最明显的局地气流是海陆风。由于水、陆的热性质不同，造成了它们之间温度的差别。温度的差别造成压力差，进而形成局地的水陆风环流，一般称为海陆风。白天海风吹向陆地，海风处于下层，温度较低，易于形成逆温；夜晚陆风吹向海洋，陆风处于下层，温度和海洋差别不大，不易形成逆温。海陆丰易造成污染物在海洋与陆地的往返循环，污染物很难扩散出去，并不断累积达到高浓度。
（3）山地下垫面
山地下垫面对污染物扩散最明显的影响是山谷风和逆温，山谷风它主要是由于山坡和谷地受热不均而产生的。白天山坡升温快，山坡气流快速上升，空气由谷底补充山坡，形成谷风。在夜间，山坡和山顶比谷底冷却得快，使山坡和山顶的冷空气顺山坡下滑到谷底，形成了山风。山区由于它复杂的地形结构，在夜间常出现比平原更强的逆温。夜间山坡冷却得快，冷空气沿山坡下滑，在谷底积聚，再加上谷底风速小，所以逆温发展的速度比平原快，逆温层更厚，处于山谷地区的污染物很难扩散，造成污染物高浓度污染。
污染源及污染物对大气污染物扩散的影响气象条件是影响污染物扩散及分布的外因，污染源排放是造成大气污染的内因，污染源对大气污染物的扩散分布影响包括污染源地理位置、排放高度、烟囱直径、排放源强等。在大气污染扩散过程中，除了在湍流及平流输送的主要作用下被稀释外，不同性质的污染物还存在沉降、化和分解、净化等质量转化和转移作用，虽然这些对中小尺度的扩撒为次要因素，但对于较大粒子沉降的影响仍需考虑，而对较大区域净化作用的影响不能忽略。
