Hava kirlenmesi oluşumunda rol oynayan diğer bir ana neden ise meteorolojik koşullar olup bunlar arsında en önemlileri Atmosferik İnversiyon ve Fotoşimik Reaksiyon olaylarıdır. Bu tip meteorolojik olaylar dolaylı olarak hava kirliliğinde rol oynamaktadırlar. Atmosferik İnversiyon Dünyada atmosferik inversiyon olayı sonucu oluşmuş önemli hava kirliliği olayları yaşanmıştır. Bunlar arasında; – Aralık 1930 da Belçika’da Meuse vadisinde yaşanan olayda 63 kişi ölmüş, yüzlerce kişi hastalanmıştır. – Ekim 1948 de Pensylvannia Donora kasabasında yaşanan olayda 20 kişi ölmüş ve 6.000 kişi hastalanmıştır. – Aralık 1952 de İngiltere’de Londra şehrinde yaşanan olayda ise 4.000 kişi ölmüş ve 10.000 kişi hastalanmıştır.
Yukarıda kronolojik sıraya göre verilen her üç hava kirliliği olayında da atmosferik inversiyon olayı en önemli nedendir. Dikkat edileceği gibi her üç olayda Sonbahar veya kış mevsiminde meydana gelmiştir. Aşağıdaki şekilde daha belirgin olarak görüleceği gibi normal hava koşullarında güneşin yerküreyi ısıtması sonucunda yerküre üzerindeki hava tabakası ısınır. Yerkürenin hemen üstündeki ısınan hava tabakası (troposfer tabakasının sıcaklığı yeryüzünden uzaklaştıkça azaldığından) yukarı doğru yükselir. Eğer yeryüzü üzerinde kirli hava tabakası bulunuyorsa bu olay sonucu kirli hava tabakası doğal olarak yeryüzünden uzaklaşır. Atmosferik inversiyon olayında ise; özellikle sonbahar ve kış aylarında geceleri yerkürenin çok çabuk soğuması sonucu yerküre üzerindeki hava tabakasıda soğur. Bu soğuyan hava tabakası daha üstteki sıcak hava tabakasını geçemediğinden yerküre ile sıcak hava tabakası arasında sıkışıp kalır. Bu sıkışan hava tabakasında biriken kirletici maddeler yerkürenin hemen üstünde kirli bir hava tabakasının oluşmasına neden olur.
Atmosferik inversiyon sonucu şehrin üzerinde sıkışıp kalan kirli hava tabakası burada yaşayan canlıları olumsuz yönde etkiler. Bu kirli hava tabakası ancak çok şiddetli hava akımları (rüzgarlar) sonucu dağılabilir. Atmosferik inversiyon sonucu oluşan bu tip hava kirlenmesi olayına 1952’de Londra’da bu tip hava kirliliğinin yaşanmasından dolayı Londra Smog’u adı da verilmektedir.