이산화질소는 자외선에 의해 우선 원자 상태의 산소와 일산화질소로 분리되고 이 과정에서 강한 반응성을 띠는 산소 원자가 다시 대기 중의 산소와 결합하여 산화성 물질인 오존을 형성한다. 경우에 따라 오존은 다시 일산화질소와 결합해 이산화질소 산소로 회복되기도 하지만 오존이 자동차 배기가스인 탄화수소와 결합하면 알데히드(aldehyde), 퍼옥시아세틸나이트레이트(peroxyacetylnitrate) 등과 같은 또 다른 광화학스모그 물질을 만들어 내기도 한다. 따라서 오존의 농도가 광화학적 스모그 물질의 농도를 대표적으로 나타내는 것이라고 할 수 있다. 광화학스모그 현상은 주로 온도가 높고(24~32℃) 습도가 70% 이하인 여름이나 가을에 많이 발생한다.