Để đo AQI cần xác định nồng độ chất ô nhiễm không khí trong một khoảng thời gian trung bình, thu được từ máy theo dõi không khí. Nồng độ và thời gian là thước đo liều lượng chất gây ô nhiễm không khí. Ảnh hưởng sức khỏe trong 1 liều nhất định được thiết lập bởi các nghiên cứu dịch tễ học.[5] Giá trị chỉ số chất lượng không khí thường được tính trên nhiều phạm vi. Mỗi phạm vi ứng với 1 mô tả, 1 mã màu, từ đó chuẩn hóa mức độ cảnh báo sức khỏe cộng đồng.

AQI cao là do sự gia tăng khí thải (ví dụ, vào giờ cao điểm, phương tiện giao thông đi lại nhiều hoặc khi có cháy rừng) hoặc không khí ô nhiễm không thoát ra khỏi 1 vị trí xác định nào đó. Không khí ứ đọng gây ra do hiện tượng xoáy nghịch, nghịch nhiệt, hay gió thổi chậm khiến ô nhiễm không khí vẫn còn hiện diện trong 1 địa phương, dẫn đến sự tăng nồng độ các chất ô nhiễm, phản ứng hóa học giữa các chất thải và tạo điều kiện cho hiện tượng bụi mù.[6]

Khi AQI dự đoán tăng lên do ô nhiễm hạt bụi mịn, cơ quan hoặc tổ chức y tế công cộng có thể:

• khuyến cáo những người thuộc nhóm nhạy cảm, chẳng hạn như người già, trẻ em và những người có tiền sử hô hấp hoặc tim mạch tránh ra ngoài đường.[7]
• phát động "Ngày hành động vì môi trường", khuyến khích người dân sử dụng phương tiện giao thông công cộng nhằm giảm lượng khí thải.[8]
• khuyến nghị sử dụng khẩu trang lọc các hạt mịn nhằm phòng tránh bụi mịn bay vào phổi.[9]

Trong những thời kỳ mà tình trạng không khí cực kì kém, khi AQI cao đến mức phơi nhiễm cấp tính có thể gây ra tác hại nặng nề cho sức khỏe cộng đồng, các nhà chức trách sẽ đề xuất kế hoạch khẩn cấp, chẳng hạn như giảm thiểu nguồn phát khí thải lớn (như các nhà máy sử dụng nhiên liệu than) để giảm lượng khí thải cho đến khi sự độc hại giảm bớt.[10]

Hầu hết các chất gây ô nhiễm không khí không có mối tương quan xác định với AQI. Nhiều quốc gia giám sát ozon (O3) ở tầng đối lưu, hạt mịn, lưu huỳnh điôxit (SO2), cacbon monoxit (CO) và nitơ điôxit (NO2), dựa trên những thông số này để tính toán các chỉ số chất lượng không khí cho các chất ô nhiễm.[11]

Định nghĩa AQI trong 1 quốc gia cụ thể phản ánh sự mô tả chất lượng không khí tại quốc gia đó theo tiêu chuẩn.[12] Gần đây đã thiết lập một trang web định nghĩa chung nhất về AQI, cho phép cơ quan chính phủ ở bất cứ đâu trên thế giới gửi dữ liệu giám sát không khí theo thời gian thực của họ.[13]