正常雨水偏酸性，pH值约为6～7，这是由于大气中的CO₂溶于雨水中，形成部分电离的碳酸：

CO₂（g）＋H₂O →H₂CO₃ →H⁺＋HCO₃^－

而水的微弱酸性可使土壤的养分溶解，供生物吸收，这是有利于人类环境的。酸雨通常是指pH小于5.6的降水，是大气污染现象之一。首先用酸雨这个名词的人是英国化学家史密斯。1852年，他发现在工业化城市曼彻斯特上空的烟尘污染与雨水的酸性有一定关系，报导过该地区的雨水呈酸性，并于1872年编著的科学著作中首先采用了“酸雨”这一术语。

酸雨的形成是一个复杂的大气化学和大气物理过程，主要是由废气中的SO_x和NO_x造成的。汽油和柴油都有含硫化合物，燃烧时排放出SO₂，金属硫化物矿在冶炼过程也要释放出大量SO₂。这些SO₂通过气相或液相的氧化反应产生硫酸，其化学反应过程可表示为：

气相反应：2SO₂＋O₂→2SO₃

SO₃＋H₂O→H₂SO₄

液相反应：SO₂＋H₂O→H₂SO₃

2H₂SO₃＋O₂→　2H₂SO₄

大气中的烟尘、O₃等都是反应的催化剂，O₃还是氧化剂。

燃烧过程产生的NO和空气中的O₂化合为NO₂，NO₂遇水则生成硝酸和亚硝酸，其反应过程可表示为：

2NO＋O₂→2NO₂

2NO₂＋H₂O→HNO₃＋HNO₂