二氧化硫是最主要的大气污染物之一，其主要来源为矿物燃料（煤和来自石油的汽油、柴油等燃料油）的燃烧，某些有色金属硫化矿的治炼和硫酸厂的尾气等。目前全世界每年排入大气的SO₂的总量不少于15亿吨，其中矿物燃烧产生的共占70%以上（而其中煤的燃烧所产生的约占15亿吨的65%之多）。

大气中SO₂含量达到0.3ppm就能对植物造成伤害，达到8ppm人就感到难受。高浓度的SO₂会使敏感的针叶树脱叶致死。苔藓植物如尖叶提灯藓和鳞叶藓对大气中的SO₂特别敏感，可作SO₂污染大气的指示植物。SO₂在大气中一般仅存留几天，除被降水冲洗和地面吸收一部分外，其余的被空气中的飘尘、氮氧化物及水的作用下氧化成硫酸酸雾，使气能见度降低；硫酸酸雾能长时间迷漫在大气中，遇雨形成酸性降水，称为“酸雨”。酸雾、酸雨都会损害作物、腐蚀建筑物、金属，造成严重灾害。

二氧化硫污染大气的罪魁—煤平均含硫量约为2.5%～3%。为治理煤燃烧时造成的二氧化硫污染，一种办法是事先从煤中除去硫。但是只有一部分煤中的硫主要以黄铁矿（FeS₂）的形态存在；这样的煤以脱硫工艺处理后其含硫量可降低到约为1%。大部分的煤中还含有较多的有机硫化合物，这样的煤以脱硫平均只能除去原含硫量的约40%。

另一类治理二氧化硫污染的办法是处理生成的二氧化硫。高浓度的SO₂（如某些有色金属治炼厂排放的）可直接用来生产硫酸。低浓度的SO₂多用碱吸收法处理，已采用过的及还在采用的碱性吸收剂有石灰浆液、石灰石浆液、氢氧化镁浆液、氨水、氢氧化钠等。例如有石灰浆液吸收SO₂，生成难溶于水的亚硫酸钙：SO₂+Ca(OH)₂=CaSO₃+H₂O

还可进一步利用空气中的氧气将CaSO₃氧化为石膏 （CaSO₄·2H₂O）应用，反应方程式为：2CaSO₃+O₂+4H₂O=2[CaSO₄·2H₂O]。但是，至今还汉有找到令人完全满意的治理SO₂污染大气的办法。