根据粉尘种类不同大气污染物分为有组织排放和无组织排放。无组织粉尘的治理难度远大于有组织粉尘，目前我国无组织粉尘治理技术是生物纳膜抑尘技术，无组织排放综合抑尘技术，从粉尘的源头入手，抑制粉尘使其无法进入空气中飘散，再辅以云雾、湿法等技术，进行综合治理。
根据是否直接排放分为一次污染物和二次污染物。 一次污染物。一次污染物是指直接从污染源排放的污染物质，如二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、颗粒物等，它们又可分为反应物和非反应物，前者不稳定，在大气环境中常与其他物质发生化学反应，或者作催化剂促进其他污染物之间的反应，后者则不发生反应或反应速度缓慢。二次污染物。二次污染物是指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物，其毒性比一次污染物还强。最常见的二次污染物如硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、臭氧、光化学氧化剂OX，以及许多不同寿命的活性中间物（又称自由基），如HO2、HO等。
根据产生的源头，大气污染物主要可以分为两类，即天然污染物和人为污染物，引起公害的往往是人为污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。颗粒物：指大气中液体、固体状物质，又称尘。硫氧化物：是硫的氧化物的总称，包括二氧化硫，三氧化硫，三氧化二硫，一氧化硫等。碳的氧化物：主要是一氧化碳。（二氧化碳不属于大气污染物）氮氧化物：是氮的氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。碳氢化合物：是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烃类气体。其它有害物质：如重金属类，含氟气体，含氯气体等等。
根据大气污染物的存在状态，也可将其分为：气溶胶态污染物和气态污染物。气溶胶态污染物根据颗粒污染物物理性质的不同，可分为如下几种：粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾。气态污染物分为含硫化合物、碳的氧化物、含氮化合物、碳氢化合物、卤素化合物