从1940年初开始，
洛杉矶每年从夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾，使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。1943年以后，烟雾更加肆虐，以致远离城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，
柑橘减产。
洛杉矶在1940年就拥有250万辆汽车，每天大约消耗1100吨汽油，排出1000多吨碳氢化合物，300多吨氮氧化合物，700多吨一氧化碳。另外，还有炼油厂、供油站等其他石油燃烧排放，这些化合物被排放到阳光明媚的洛杉矶上空，就制造了一个毒烟雾工厂。
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1950年以来，光化学烟雾污染事件在美国其他城市和世界各地相继出现，如日本、加拿大、
德意志联邦共和国、澳大利亚、荷兰等国的一些大城市都发生过。
1951年A·J·哈根最先指出
臭氧（
O3）是
氮氧化物、
碳氢化合物和空气的混合物通过光化学反应形成的。以后F·W·温特发现O
3与
不饱和烃（如汽车废气中的
烃类）的化学反应产物跟洛杉矶烟雾有相同的伤害效应。美国
斯坦福研究所的学者指出，形成O
3的活性
有机化合物和氮氧化物的主要来源是汽车排放的废气。因此，O
3的浓度升高是光化学烟雾污染的标志。
1971年，日本东京发生较严重的光化学烟雾事件，使一些学生中毒昏迷。与此同时，日本的其它城市也发生了类似的事件。此后，日本的一些大城市连续不断出现光化学烟雾污染事件。日本环保部门对东京几个主要污染排放的主要污染物进行调查发现，汽车排放的
CO、
NOx、
HC这三种污染物占总排放量的80%，使人们进一步认识到，汽车排放的尾气是产生光化学烟雾的罪魁祸首。
1974年以来，中国兰州的
西固石油化工区也出现光化学烟雾。一些乡村地区也有光化学烟雾污染的迹象。日益严重的光化学烟雾问题，逐渐引起人们的重视。人们对于光化学烟雾的发生源、发生条件、反应机理和模式，对生物体的毒性，以及光化学烟雾的监测和控制技术等方面进行了广泛的研究。世界卫生组织和美国、日本等许多国家已把臭氧或
光化学氧化剂（
臭氧、
二氧化氮（
NO2）、
过氧乙酰硝酸酯（
PAN）及其他能使
碘化钾氧化为
碘的氧化剂的总称）的水平作为判断大气环境质量的标准之一，并据以发布光化学烟雾的警报。
1997年夏季，拥有80万辆汽车的智利首都
圣地亚哥也发生光化学烟雾事件。由于光化学烟雾的作用，迫使政府对该市实行紧急状态：学校停课、工厂停工、影院歇业，孩子、孕妇和老人被劝告不要外出，使智利首都圣地亚哥处于“半瘫痪状态”。在北美、英国、澳大利亚和欧洲地区也先后出现这种烟雾。