大气污染与气候变化相互影响，既有直接影响也有间接影响。
一方面，大气污染影响气候变化。首先，气候变化与辐射收支有关，大气污染可以通过影响辐射收支影响气候。颗粒物本身可以参与成云，颗粒物数量和成分不一样会对云的形成产生影响。其次，大气污染会造成其他圈层的改变。
另一方面，气候变化反作用于大气污染，并且能够放大大气污染特别是空气污染对人类健康、农业生产和生态的影响。首先，目前全球气候变化的特征是平均气温上升，温度变得越来越高，利于光化学污染的形成，很多光化学反应，温度越高的时候反应越快。其次，温度升高，大气环流的格局可能发生变化，会影响污染物的输送传输。再次，气候变化影响降水，部分污染物以降水为渠道，沉降到地表。
