空气污染对人体危害是巨大的。人类呼吸系统有一些生理机制能够帮助人体抵御空气污染物，例如鼻毛能够过滤体积较大的颗粒，上呼吸道的粘液能够粘住体积较小的颗粒和分解某些污染物，流鼻涕和咳嗽能排出一些污染物。但是一旦空气污染物的浓度和持续时间达到一定程度，人体自然屏障就会超过负荷乃至崩溃，从而患上肺癌、哮喘、慢性支气管炎、肺气肿等呼吸系统疾病，并且污染物进入人体后能随着血液抵达全身各个部位，对免疫系统、神经系统、生殖系统造成损害和带来其他健康问题。老年人、婴儿、孕妇、心脏病患者和呼吸道疾病患者尤其容易受到空气污染的影响。
空气污染物主要是通过呼吸进入人体的。但是有些空气污染物能在土壤和水中沉淀下来，如果皮肤接触、或吃了(例如儿童)受污染的土壤、饮用受污染的水，也会危害人体健康。土壤和水中的污染物能被植物和动物吸收，通过食物链最终进入人体。
澳大利亚在1999年的一项研究表明，全世界每年至少有300万人由于空气污染而过早死亡(主要在亚洲)，其中280万人死于室内空气污染(发展中国家农村占67%，城市占23%；发达国家城市占9%，农村占1%)，20万人死于室外空气污染(发展中国家城市占93%，发达国家城市占7%)。