汽车奔跑的动力来自燃料在发动机中的燃烧，汽车的污染也来自这个燃烧过程的副产物以及燃料本身的挥发。汽车发动机排气即汽车尾气中的污染物主要有碳氢化合物（汽油和柴油就是多种碳氢化合物的混合物）、氮氧化物、一氧化碳和颗粒物。此外，油箱加油和曲轴箱漏气也会排放出挥发性有机物污染大气。汽车各部位污染物排放的百分比尾气污染。
碳氢化合物或挥发性有机物（HC或VOC）
汽车尾气中的碳氢化合物是燃料在发动机中燃烧不完全造成的。美国的资料表明，按碳氢化合物排放源划分，上路机动车辆占总排放量的29％，非上路机动车辆占18％，其他排放源(固定源)占53％。可以看出，汽车是城市碳氢化合物污染的一个主要来源。北京的研究成果表明，流动源（机动车辆）占城近郊区挥发性有机物总排放量的48％，是北京城近郊区碳氢化合物污染的首要来源。
氮氧化物( NOX )
在发动机内的高压和高温条件下，空气中的氮和氧发生反应，形成多种氧和氮的化合物，统称为氮氧化物（NOx）。美国的资料表明，按氮氧化物排放源划分，机动车辆占总排放量的49％，发电厂占27％，其他排放源占24％。可以看出，汽车是城市氮氧化物污染的首要来源。北京的研究成果表明，流动源（机动车辆）占城近郊区氮氧化物总排放量的34％，发电厂占27％，工业点源占18％，可以看出，汽车也是北京城近郊区氮氧化物污染的首要来源。
一氧化碳( CO )
一氧化碳( CO )是燃烧不完全的产物，燃料氧化不完全时生成一氧化碳，完全氧化时则生成二氧化碳( CO2 )。美国的资料表明，按一氧化碳排放源划分，上路车辆占总排放量的51％，非上路流动排放源占26％，固定源占23％（见右图）。可以看出，汽车是城市一氧化碳污染的首要来源。北京的研究成果表明，流动源（机动车辆）占城近郊区一氧化碳总排放量的74％，固定源占26％。可以看出，汽车也是北京城近郊区一氧化碳污染的首要来源。
颗粒物（TSP、PM10和PM2.5）颗粒物是指悬浮在空气中的固体或液体微粒。有一些颗粒物直径较大或者是黑颜色的，肉眼可以看得见，例如汽车排气管冒出来的黑烟。还有一些颗粒物直径很小，肉眼看不见，汽车尾气排放的主要是这种细小的颗粒物。就其直径大小而言，颗粒物有总悬浮颗粒物（TSP）、PM10（直径小于10微米）和PM2.5（直径小于2.5微米）之分，它们的来源、环境影响和对人体的危害程度也不尽相同。PM2.5主要来自燃料燃烧过程（例如机动车辆、发电厂和工业设施），以及民用的烧煤和烧柴。二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等气体污染物在大气中发生反应也能生成PM2.5。PM10主要来自车辆行驶（交通扬尘）、物料堆放运输、粉碎和研磨工艺等。车辆行驶造成的交通扬尘也是TSP和PM10的重要来源。美国的资料表明，按PM2.5的排放源划分，上路车辆占总排放量的10％，非上路流动排放源占18％，固定源占72％（见右上图）。可以看出，机动车辆是城市PM2.5污染的一个重要来源。北京的研究成果表明，流动源（机动车辆）占城近郊区TSP总排放量的4％，交通扬尘占34％，两项合计超过了固定源；流动源占PM10总排放量的8％，交通扬尘占26％，两项合计仅次于固定源；流动源占PM2.5排放量的15％，交通扬尘占18％，两项合计仅次于固定源。可以看出，汽车和交通污染是北京城近郊区TSP的首要来源，是PM10的第二大来源，也是PM2.5的第二大来源。北京PM2.5、PM10和TSP各类排放源排放量百分比见右面三幅图。以上数据还说明，越是细小的颗粒物，汽车和交通污染的贡献率也越大，而颗粒物越细小，对人体健康的危害也越大。
燃料挥发污染
汽油还可以通过挥发作用，使碳氢化合物散发到空气中造成污染。目前，新型号的汽车都安装了有效的尾气排放控制装置，汽油的构成也有了很大改进，汽油的挥发性损失就成了碳氢化合物污染的主要来源，特别是在天气炎热的条件下。挥发污染的途径有：
日晒：白天气温高，油箱热，汽油的挥发损失比较多。
行车损失：汽车行驶当中，发动机和排气系统都是热的，造成汽油的挥发损失。
停车损失：停车后发动机在一段时间内仍然是热的，汽油仍会继续挥发。
加油：燃油箱中总是有汽油蒸汽，加油时这些蒸汽就会跑出来，进入大气。
