Trong thành phần các chất đốt tự nhiên như than đá và dầu mỏ có chứa một lượng lớn lưu huỳnh, còn trong không khí lại chứa nhiều nitơ. Quá trình đốt sản sinh ra các khí độc hại như: lưu huỳnh dioxide (SO2) và nitơ dioxide (NO2). Các khí này hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các acid sunfuric (H2SO4) và acid nitric(HNO3). Khi trời mưa, các hạt acid này tan lẫn vào nước mưa, làm độ pH của nước mưa giảm. Nếu nước mưa có độ pH dưới 5,6 được gọi là mưa acid. Do có độ chua khá lớn, nước mưa có thể hoà tan được một số bụi kim loại và oxide kim loại có trong không khí như oxide chì,... làm cho nước mưa trở nên độc hơn nữa đối với cây cối, vật nuôi và con người.

Quá trình này diễn ra theo các phản ứng hoá học sau đây:

• Lưu huỳnh:

S + O2 → SO2;Quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sẽ sinh ra lưu huỳnh dioxide.SO2 + OH· → HOSO2·;Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh dioxide và các hợp chất gốc hydroxide.HOSO2· + O2 → HO2· + SO3;Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2· và O2 sẽ cho ra hợp chất gốc HO2· và SO3 (lưu huỳnh trioxide).SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l);Lưu huỳnh trioxide SO3 sẽ phản ứng với nước và tạo ra acid sulfuric H2SO4. Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa acid.

• Nitơ:

N2 + O2 → 2NO;2NO + O2 → 2NO2;3NO2(k) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(k);Acid nitric HNO3 chính là thành phần của mưa acid.