Mehrere Chemikalien verursachen sauren Regen, obwohl Schwefeldioxid und Stickoxide die Hauptverursacher sind. Schwefeldioxid und Stickoxide tragen stark zur Entstehung von saurem Regen bei, obwohl mehrere natürliche Quellen wie Vulkanausbrüche und verrottende Vegetation verursachen ebenfalls sauren Regen.
Der saure Regen entsteht, wenn sich Schwefeldioxid und Stickoxide mit Sauerstoff, Wasser und anderen Chemikalien in der Atmosphäre verbinden. Durch die Wechselwirkung der Gase und Chemikalien mit natürlichen Elementen entsteht eine Lösung aus Schwefelsäure und Salpetersäure, die in der Stratosphäre verweilt, bis sie verdunstet und in Form von Regen an die Erdoberfläche zurückkehrt. Schwefeldioxid und Stickoxide werden vor allem von Kraftwerken und Raffinerien freigesetzt, aber auch aus Fabriken, Gebäuden und anderen Anlagen. Die Gase steigen beim Verbrennen in die Atmosphäre auf; sie entstehen bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe und werden beim Erreichen der Ozonschicht und Stratosphäre nicht biologisch abgebaut. Neben saurem Regen fallen diese Chemikalien auch als Nebel und Schnee auf die Erde zurück. In trockenen Gebieten wie Wüsten vermischen sich Chemikalien mit Staub und Rauch und sammeln sich auf dem Boden in Form von trockenen Ablagerungen an. Dort kleben sie am Boden, an Häusern, Autos und Bäumen.