气溶胶化学又称大气气溶胶化学或
大气颗粒物化学，是
大气化学的重要分支。研究大气中气溶胶（颗粒物）的来源、形成、分布、运输、消除过程中的物理化学行为，化学组成的变化，存在状态的特性、粒度谱的演变及其与大气现象的关系等。
大气气溶胶（也称颗粒物） 指的是悬浮在大气中的液态或固态粒子，主要包括六大类7种气溶胶粒子:沙尘气溶胶、碳气溶胶（黑碳和有机碳气溶胶） 、硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和海盐气溶胶。它是城市大气中数量巨大、成分复杂、性质多样、危害最大的一种污染物。根据
空气动力学直径可将其分为TSP、PM10和PM2.5（分别指空气动力学直径≤100 mm、10 mm 和2. 5 mm的颗粒物） 。颗粒物按来源可分为自然源和人为来源；按形成机制又可分为一次颗粒物和二次颗粒物。 颗粒物通过干、湿沉降过程自大气中清除，干沉降是指颗粒物通过重力作用或与其它物体碰撞后发生沉降。干沉降消除过程存在着两种机制：一种是通过重力对颗粒物的作用，使它降落在土壤、水体的表面或植物、建筑等物体上，沉降的速率与颗粒的粒径、密度、空气运动粘滞系数等有关。另一种沉降机制是粒径小于0.lmm的颗粒，即艾根粒子，靠布朗运动扩散、互相碰撞而凝集成较大的颗粒，通过大气湍流扩散到地面或碰撞而消除。湿沉降是指降雨、降雪使颗粒物消除的过程。湿沉降存在雨除（Rain out）和冲刷（Wash out）两种机制。
大气气溶胶是大气环境中普遍存在的无恒定化学组分的聚合体，
大气颗粒物通过吸收和散射太阳辐射来影响地-气系统的能量交换，进而影响气候系统。其对气候系统、环境和人类健康具有重要影响。当前大气气溶胶研究已成为大气化学乃至地球环境科学研究的热点之一。
许多大气污染现象都直接或间接与气溶胶 （颗粒物） 的物理化学特性和行为有关。在污染大气中通过复杂的物理过程和化学反应会产生气溶胶，如光化学烟雾反应产物可生成硫酸盐、硝酸盐气溶胶; 二氧化硫在气溶胶表面可被催化氧化 （因表面含有铁或锰等过渡金属） 而产生硫酸盐，或发生气相氧化生成硫酸盐气溶胶（颗粒物，二次污染物）。后者可能远距离迁移，在几百公里上空沉降 （干沉降）或被雨水冲刷 （湿沉降）抵达地面，从而造成土壤、水体的酸化，影响植物、水生生物的生长，美国东北部、五大湖地区的酸雨危害，就是由硫酸盐气溶胶造成的。
我国的燃料结构以煤为主，燃煤产生的
二氧化硫和烟尘，已成为大气污染的普遍问题，二氧化硫转化为硫酸盐和烟尘颗粒物中有毒有害物质的传播、转化，都会造成环境与生态的危害。
气溶胶化学主要包括气溶胶的化学组成（硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶和有机物气溶胶），二次气溶胶的形成机制，气溶胶的长距离传输，以及多相反应化学等。长期以来，人们对气溶胶只着重于物理性质的研究，从20世纪70年代以来，气溶胶化学的研究逐渐引起注意，特别是
多相反应化学，已引起广泛重视。