Oro tarša gali būti apibrėžiama kaip bet kokia kenksminga medžiaga, esanti žemės atmosferoje. Todėl tokios taršos priežastys yra daug ir labai įvairios. Kai kurie šaltiniai yra natūralūs, pavyzdžiui, vulkanizmas ar miškų gaisrai, kuriuos sukelia žaibas, o kiti – dėl žmogaus veiklos, pavyzdžiui, deginant iškastinį kurą. Nors žemėje yra įmontuoti oro taršos šalinimo mechanizmai, paprastai visoms gyvoms būtybėms geriau iš pradžių sumažinti į orą išmetamų teršalų kiekį.
Labiausiai žinomos ir paplitusios oro taršos priežastys yra žmogaus sukeltos. Naftos produktų deginimas yra labai dažna taršos priežastis, ypač didmiesčiuose. Ši tarša kyla dėl cheminių veiksnių, esančių degant šiam kurui. Deginant angliavandenilius, tokius kaip benzinas, jie gamina anglies dioksidą ir vandens garus. Dėl nepilno degimo anglies monoksidas taip pat susidaro kaip šalutinis produktas.
Tiek anglies dioksidas, tiek anglies monoksidas laikomi teršalais. Be to, joks iškastinis kuras nėra visiškai grynas ir joks variklis nėra idealiai efektyvus, todėl į atmosferą taip pat išsiskiria mažos suodžių dalelės kartu su nedideliais kiekiais kitų nepageidaujamų medžiagų. Kitos žmogaus sukeltos oro taršos priežastys yra gamyklų ir elektrinių dūmų išmetimas. Iš šių šaltinių išsiskiriančios medžiagos gali būti sieros dioksidas ir azoto dioksidas, dėl kurių susidaro rūgštus lietus.
Nors žmogaus sukelta oro tarša kelia pavojų sveikatai, natūralūs oro taršos šaltiniai kartais gali būti tokie pat pavojingi. Šie šaltiniai yra vėjo erozijos sukauptos dulkės, gyvulių išmetamas metanas ir laukinių gaisrų dūmai. Vulkanų išsiveržimai yra bene didžiausias oro taršos šaltinis, natūralus ar žmogaus sukeltas, su kuriuo žmonės kada nors susidūrė. Dėl jų gali susidaryti abrazyvinių vulkaninių pelenų ir kitų kenksmingų medžiagų, tokių kaip chloras ir siera, debesys.
Visų pirma, 1815 m. Indonezijos Tamboros kalno išsiveržimas į atmosferą išmetė tiek daug kenksmingų dujų ir kietųjų dalelių, kad daug saulės energijos buvo veiksmingai užblokuota, kad pasiektų žemės paviršių. Dėl to 1816 m. visame pasaulyje buvo paplitęs badas. Rudos ir raudonos spalvos sniegas buvo pastebėtas ir Europoje, nes atmosferoje buvo vulkaninių pelenų. 1816 m. liepos mėn. smarkus šalnas taip pat lėmė didžiulį derliaus praradimą JAV šiaurės rytuose, todėl šnekamojoje kalboje 1816 m. buvo vadinami „Metai be vasaros“ ir „Aštuoniolika šimtų ir užšalo iki mirties“.