Schwefeldioxid ist ein häufiges Nebenprodukt der unvollständigen Verbrennung fossiler Brennstoffe. Es entsteht, wenn im Brennstoff vorhandene Schwefelatome in die Atmosphäre freigesetzt werden und sich mit einem Paar freigesetzter Sauerstoffatome verbinden. Schwefeldioxid tritt auch als Nebenprodukt von Vulkanausbrüchen auf.
Die einfachste Reaktion, bei der Schwefeldioxid entsteht, ist die Verbrennung von Schwefel in Gegenwart von Sauerstoff. Dadurch verbindet sich ein einzelnes Schwefelatom mit einem Sauerstoffmolekül zu Schwefeldioxid. Es ist auch ein exothermer Prozess, der intensive Wärme erzeugt, die zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Schwefelwasserstoff kann auch verbrannt werden, wobei als Nebenprodukt Schwefeldioxid und Wasser entstehen. Diese Methoden werden häufig zur Herstellung von Schwefeldioxid für industrielle Zwecke verwendet, beispielsweise zur Herstellung von Schwefelsäure.
Das meiste atmosphärische Schwefeldioxid stammt aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Kohle und Öl sind bei ihrer Herstellung oft mit Schwefel verunreinigt, und bei der Verbrennung dieser Brennstoffe werden Schwefeldioxid und eine Vielzahl anderer Gase in die Atmosphäre freigesetzt.
In der Natur stammt Schwefeldioxid am häufigsten aus der Verbrennung von Sulfiderzen wie Pyrit und Zinnober. Diese Erze sind in der Erdkruste üblich, und wenn Magma aus dem Erdmantel aufsteigt, kann es diese Erze aufnehmen und schmelzen. Dadurch wird Schwefel in der gesamten Magmatasche aufgelöst, und wenn das Magma die Oberfläche erreicht, kann der resultierende Vulkanausbruch Schwefeldioxid in die Atmosphäre freisetzen.