《中國極端氣候事件和災害風險管理與適應國家評估報告》指出，伴隨著全球氣候變暖，近60年中國極端天氣氣候事件發生了顯著的變化，中國中東部冬半年平均重污染天數顯著增加，尤其是華北地區因重污染天氣導致能見度明顯下降。氣候變化對重污染天氣的影響主要表現在以下幾個方面：

首先，大氣環流形勢的變化影響了大氣的擴散條件。我國秋冬季大氣污染物的擴散與西伯利亞高壓和大范圍強冷空氣爆發南下有明顯聯系。分析表明，自20世紀60年代初以來，在行星尺度大氣環流和全球氣候變暖的共同影響下，全國性的寒潮事件頻次呈現出明顯的減少趨勢，平均每十年減少0.2次。此外，西太平洋地區生成的臺風和熱帶氣旋個數有減少趨勢，登陸我國的臺風和熱帶氣旋頻數也有減少趨勢，從而導致我國南方和東南沿海地區夏秋季的大風天氣頻率有減少趨勢，大氣擴散能力下降。

其次，氣溫升高、降水減少、平均風速降低不利于污染物的擴散。20世紀50年代初以來全球地表平均氣溫平均每十年升高0.12゜C，而我國地面氣溫上升速率則明顯高于全球平均，20世紀60年代初以來全國年平均地面氣溫每十年上升0.25゜C，中國大部分地區降水呈減少趨勢，在一定程度上不利于大氣污染物的清除。近30余年，我國對流層年平均風速下降速率達到每十年0.10m/s到0.17m/s。我國北方和東部大范圍地區寒潮大風頻次減少，南方沿海熱帶氣旋及其強風頻次下降，全國多數地區近地面平均風速減弱，均有利于靜穩天氣現象的出現和增多，不利于污染物的擴散。

第三，一些研究認為氣候變化會增加逆溫層出現的頻率。逆溫層的出現對局地重污染天氣的發生具有重要作用。一般情況下，氣溫隨高度增加而下降，但在某些氣象條件下氣溫隨高度增加而升高，這種現象稱為逆溫，出現逆溫現象的大氣層稱為逆溫層。在正常氣象條件下，污染物從氣溫高的低空向氣溫低的高空擴散，但逆溫條件下，逆溫層阻礙了空氣的垂直對流運動，近地面大氣污染物“無路可走”，越積越厚，空氣污染勢必加重。冬季更加容易發生重污染天氣便與逆溫層有關。冬季，夜間近地面空氣溫度低，而高層空氣溫度高，冷空氣密度要比暖空氣大，近地面的冷空氣不會向高空運動，在垂直方向上也就沒有了空氣交換，這樣更容易形成重污染天氣。氣候變化對重污染天氣的形成和影響應予以高度重視。