Les conditions météorologiques ont une incidence importante sur les niveaux de pollution observés au sol. Les périodes anticycloniques caractérisées par un temps calme, avec vent faible et inversion de température, concourent à une augmentation rapide de la concentration des polluants au niveau du sol.

L’inversion de température :
	La température de l’air décroît avec l’altitude. L’air chaud contenant les polluants au niveau du sol se disperse verticalement. En condition d’inversion de température,le sol s’est refroidi de façon importante pendant la nuit (rayonnement terrestre nocturne).
La température à quelques centaines de mètres d’altitude est donc  supérieure à celle mesurée au niveau du sol. Les polluants se trouvent alors bloqués sous une couche d’inversion qui joue le rôle de couvercle thermique. Si, au même moment, il n’y a pas de vent, les polluants augmentent dans des proportions importantes.
La retombée en panache :
	En présence de vents assez forts, les panaches de polluants émis par les hautes cheminées, peuvent ne retomber qu’à plusieurs centaines de mètres, voire plusieurs kilomètres de leurs sources. Sous ces retombées, les niveaux de pollution sont parfois très importants. Il s’agit de phénomènes aigus, brefs et localisés.
L’effet de serre
Seule une faible part du rayonnement solaire est absorbée directement par l’atmosphère ; une autre est diffusée dans toutes les directions, enfin une troisième part atteint le sol. Ce dernier renvoie à son tour vers l’espace cette énergie sous forme de chaleur rayonnante infrarouge, chaleur qui se trouve pour une part retenue, piégée par les gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère (gaz carbonique, méthane, CFC, protoxyde d’azote, ozone…). Il en résulte une élévation de la température de l’air de la basse atmosphère. C’est cet échauffement de l’atmosphère par l’absorption des infrarouges émis par la terre que l’on nomme effet de serre. En lui-même, ce phénomène est naturel, bienvenu même : sans effet de serre, la terre aurait une température moyenne de –18°C contre +15°C actuellement. Mais aujourd’hui, du fait de l’accroissement des concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, ce phénomène s’intensifie. Il pourrait entraîner dès les prochaines décennies une augmentation des températures d’autant plus grave que rien ne serait fait pour inverser la tendance.