Pagrindinis sieros dioksido ir sieros rūgšties ryšys yra tas, kad sieros dioksidas yra pramoninės sieros rūgšties gamybos pirmtakas. Yra du pramoniniai sieros rūgšties gamybos procesai, kurių abu apima sieros dioksido oksidavimą į sieros trioksidą ir vėlesnį sieros trioksido sujungimą su vandeniu, kad susidarytų rūgštis. Sieros dioksidas ir sieros rūgštis taip pat yra rimti teršalai. Jie yra pagrindiniai rūgštaus lietaus veiksniai.
Sieros dioksidas (SO2) – aštrios, toksiškos dujos – susidaro degant sierai vykstant reakcijai S + O2 → SO2. Jis taip pat susidaro degant daugeliui sieros turinčių medžiagų, tokių kaip vandenilio sulfidas ir įvairūs organiniai sieros junginiai, esantys iškastiniame kure. Dar vienas dujų gamybos būdas yra sieros turinčių rūdų ir mineralų, pavyzdžiui, geležies piritų (FeS2), kaitinimas: 3FeS2 + 8O2 → Fe3O4 + 6SO2. Sieros dioksido ir sieros rūgšties gamyba yra vienas iš svarbiausių chemijos pramonės sektorių ir sudaro didžiąją pasaulio sieros produkcijos dalį.
Ankstyvaisiais laikais sieros rūgštis buvo gaminama distiliuojant geležies II sulfatą arba „žaliąjį vitriolį“, o vėliau – kaitinant salietros (NaNO3) ir sieros mišinį kartu su garais. XVIII amžiuje pradėta pramoninė sieros rūgšties gamyba naudojant sieros dioksidą, naudojant tai, kas iš pradžių buvo vadinama švino kameros procesu. Sieros dioksidas susidarė deginant sierą arba kaitinant geležies piritus ir oksiduojamas iki sieros trioksido (SO18) azoto dioksidu (NO3): SO2 + NO2 → SO2 + NO. Reakcijai skirtas azoto dioksidas iš pradžių buvo gautas termiškai skaidant salietrą, tačiau vėliau jis buvo gautas oksiduojant amoniaką naudojant katalizatorių. Reakcija vyko švinu išklotose kamerose, į kurias buvo nukreiptas vandens purškimas, ištirpdydamas sieros trioksidą, kad susidarytų sieros rūgštis, kuri kaupiasi kameros apačioje.
Švino kameros gamybos būdas dabar dažniausiai buvo pakeistas kontaktiniu procesu. Tai pašalina azoto dioksido poreikį, sieros dioksidui reaguojant su oru, kad susidarytų sieros trioksidas. Įprastomis aplinkybėmis ši reakcija yra labai lėta; tačiau jis vyksta greitai, kai naudojamas tinkamas katalizatorius. Platina buvo veiksminga šiam tikslui, tačiau šiuolaikiniame kontaktiniame procese naudojamas vanadžio pentoksidas.
Sieros dioksidas ir sieros rūgštis, nors ir turi didžiulę pramoninę reikšmę, taip pat yra pagrindiniai teršalai ir yra didžiausi rūgštinio lietaus šaltiniai. Ore sieros dioksidas lėtai oksiduojasi iki sieros trioksido, kuris reaguoja su atmosferos drėgme ir susidaro praskiesta sieros rūgštis. Tai gali iškristi kaip rūgštus lietus, kuris gali pakenkti augalams ir akmeniniams pastatams, arba gali reaguoti su kitais teršalais, sudarydamas sulfato daleles, kurios gali veikti kaip kondensacijos branduoliai ir turėti įtakos debesų susidarymui.