汽车奔跑的动力来自燃料在发动机中的燃烧，汽车的污染也来自这个燃烧过程的副产物以及燃料本身的挥发。汽车发动机排气即汽车尾气中的污染物主要有碳氢化合物(汽油和柴油就是多种碳氢化合物的混合物)、氮氧化物、一氧化碳和颗粒物。此外，油箱加油和曲轴箱漏气也会排放出挥发性有机物污染大气。
一、尾气污染
(一)碳氢化合物或挥发性有机物(HC或VOC)
汽车尾气中的碳氢化合物是燃料在发动机中燃烧不完全造成的。美国的资料表明，按碳氢化合物排放源划分，上路机动车辆占总排放量的29%，非上路机动车辆占18%，其他排放源(固定源)占53%。可以看出，汽车是城市碳氢化合物污染的一个主要来源。研究成果表明，流动源(机动车辆)占城近郊区挥发性有机物总排放量的48%，是北京城近郊区碳氢化合物污染的首要来源。
(二)氮氧化物( NOX )
在发动机内的高压和高温条件下，空气中的氮和氧发生反应，形成多种氧和氮的化合物，统称为氮氧化物(NOx)。美国的资料表明，按氮氧化物排放源划分，机动车辆占总排放量的49%，发电厂占27%，其他排放源占24%。可以看出，汽车是城市氮氧化物污染的首要来源。北京的研究成果表明，流动源(机动车辆)占城近郊区氮氧化物总排放量的34%，发电厂占27%，工业点源占18%，可以看出，汽车也是北京城近郊区氮氧化物污染的首要来源。
(三) 一氧化碳( CO )
一氧化碳( CO )是燃烧不完全的产物，燃料氧化不完全时生成一氧化碳，完全氧化时则生成二氧化碳( CO2 )。美国的资料表明，按一氧化碳排放源划分，上路车辆占总排放量的51%，非上路流动排放源占26%，固定源占23%。可以看出，汽车是城市一氧化碳污染的首要来源。北京的研究成果表明，流动源(机动车辆)占城近郊区一氧化碳总排放量的74%，固定源占26%。可以看出，汽车也是北京城近郊区一氧化碳污染的首要来源。
(四)颗粒物(TSP、PM10和PM2.5)
颗粒物是指悬浮在空气中的固体或液体微粒。有一些颗粒物直径较大或者是黑颜色的，肉眼可以看得见，例如汽车排气管冒出来的黑烟。还有一些颗粒物直径很小，肉眼看不见，汽车尾气排放的主要是这种细小的颗粒物。就其直径大小而言，颗粒物有总悬浮颗粒物(TSP)、PM10(直径小于10微米)和PM2.5(直径小于2.5微米)之分，它们的来源、环境影响和对人体的危害程度也不尽相同。PM2.5主要来自燃料燃烧过程(例如机动车辆、发电厂和工业设施)，以及民用的烧煤和烧柴。二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等气体污染物在大气中发生反应也能生成PM2.5。PM10主要来自车辆行驶(交通扬尘)、物料堆放运输、粉碎和研磨工艺等。车辆行驶造成的交通扬尘也是TSP和PM10的重要来源。美国的资料表明，按PM2.5的排放源划分，上路车辆占总排放量的10%，非上路流动排放源占18%，固定源占72%。可以看出，机动车辆是城市PM2.5污染的一个重要来源。北京的研究成果表明，流动源(机动车辆)占城近郊区TSP总排放量的4%，交通扬尘占34%，两项合计超过了固定源;流动源占PM10总排放量的8%，交通扬尘占26%，两项合计仅次于固定源;流动源占PM2.5排放量的15%，交通扬尘占18%，两项合计仅次于固定源。可以看出，汽车和交通污染是北京城近郊区TSP的首要来源，是PM10的第二大来源，也是PM2.5的第二大来源。以上数据还说明，越是细小的颗粒物，汽车和交通污染的贡献率也越大，而颗粒物越细小，对人体健康的危害也越大。
二、燃料挥发污染
汽油还可以通过挥发作用，使碳氢化合物散发到空气中造成污染。目前，新型号的汽车都安装了有效的尾气排放控制装置，汽油的构成也有了很大改进，汽油的挥发性损失就成了碳氢化合物污染的主要来源，特别是在天气炎热的条件下。挥发污染的途径有：
日晒：白天气温高，油箱热，汽油的挥发损失比较多。
行车损失：汽车行使当中，发动机和排气系统都是热的，造成汽油的挥发损失。
停车损失：停车后发动机在一段时间内仍然是热的，汽油仍会继续挥发。
加油：燃油箱中总是有汽油蒸汽，加油时这些蒸汽就会跑出来，进入大气。
汽车污染对人体健康的影响
(一) 碳氢化合物：
汽油挥发和尾气排放的碳氢化合物中包括200多种有机物，许多有机物都是有毒的，能够引起一系列健康问题，其中一些碳氢化合物甚至是潜在的致癌物。此外，在阳光照射下且存在氮氧化物时，碳氢化合物会发生反应，在近地面生成臭氧，而臭氧是光化学烟雾的主要成分之一，这是一个影响范围很大而且难以对付的城市空气污染问题。
(二) 氮氧化物：
氮氧化物的传播距离也很远，可以在较大范围内引起多种环境和健康问题。氮氧化物与空气中的水分和其他物质反应生成酸，形成酸雨、酸雾、酸雪或干的酸性颗粒物，腐蚀汽车、建筑物和历史文物等。酸雨还会使河流、湖泊酸化，不适宜鱼类生存。氮氧化物与空气中的水分、氨以及其他化合物反应，生成含硝酸的细微颗粒物，影响呼吸和呼吸系统，损害肺组织。这些细微颗粒物可以进入肺脏深部，引或者恶化肺气肿和支气管炎等呼吸系统疾病，起还可以使心脏病患者病情加重。
在天气炎热和阳光充足的条件下，氮氧化物与挥发性有机物发生反应，在近地面形成臭氧(光化学烟雾)。臭氧刺激眼睛，吸入浓度极低的臭氧就会引起急性呼吸系统疾病、加重哮喘病、引起肺组织发炎、损害人体免疫系统，使人易于患呼吸系统疾病，包括支气管炎和肺炎。如果空气中含有低浓度的臭氧，健康的成年人在户外工作或锻炼几个小时，其肺功能在短时间内将会降低15%到20%。臭氧可以灼伤肺细胞，灼伤的肺细胞几天之内就会脱落，就像晒伤以后脱皮一样。
