Το διοξειδίου το θείου είναι άχρωμο αέριο το οποίο είναι άοσμο σε χαμηλές συγκεντρώσεις , μόλις που γίνεται αντιληπτό ενώ εμφανίζει έντονη ερεθιστική οσμή σε πολύ υψηλές συγκεντρώσεις . Παρουσιάζει επίσης μεγάλη διαλυτότητα στο νερό. Το διοξειδίου του θείου έχει πολλές χρήσεις, καθώς χρησιμοποιείται για απολύμανση και διατήρηση τροφών, στη ζυθοποιία και οινοποιία σαν συντηρητικό καθώς και σαν λευκαντικό χαρτιού και υφασμάτων. Το διοξείδιο του θείου μαζί με τα αιρούμενα σωματίδια , το μονοξείδιο και το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο, τα οξείδια του αζώτου και το όζον, αποτελεί έναν από τους δείκτες της μέσης ποιότητας του αέρα και μακράν την κυριότερη πηγή θείου στην ατμόσφαιρα. Οι πηγές του διακρίνονται σε ανθρωπογενείς και φυσικές. Τα τελευταία χρόνια οι ανθρωπογενείς έχουν φτάσει σε επίπεδα να ανταγωνίζονται τις φυσικές διαταράσσοντας την ατμοσφαιρική ισορροπία και επηρεάζοντας τον άνθρωπο. Σήμερα οι εκπομπές της Ευρώπης και της Βόρειας Αμερικής σε διοξείδιο του θείου έχουν περιοριστεί λόγω της νομοθεσίας που έχει εφαρμοστεί τα τελευταία χρόνια, ωστόσο οι διαρκώς αναπτυσσόμενες οικονομίες της Ασίας αυξάνουν διαρκώς τις εκπομπές τους.
Η κατανάλωση των ορυκτών καυσίμων, άνθρακα και πετρελαίου, η διαδικασία διύλισης του πετρελαίου, η επεξεργασία μη-σιδηρούχων ορυκτών (Cu, Pb, Zn θειικών μετάλλων), η καύση ξύλου και η παραγωγή H2 SO4 είναι οι βασικές ανθρωπογενείς διαδικασίες παραγωγής του διοξειδίου του θείου αλλά και άλλων θειικών ενώσεων στην ατμόσφαιρα.
Οι εκπομπές του συνολικά παραγόμενου διοξειδίου του θείου στην ατμόσφαιρα, δεκαπλασιάστηκαν με βάση τις έρευνες, από το 1890 έως το 1990, φτάνοντας από τα 9.3 TgS/y στα 90 TgS/y περίπου. Οι εκπομπές διοξειδίου του θείου σε παγκόσμια κλίμακα φαίνεται να έφτασαν σε μια μέγιστη τιμή τη δεκαετία του 80 κι έπειτα να ελαττώθηκαν μέχρι σήμερα. Η κατανομή των ανθρωπογενών εκπομπών διοξειδίου του θείου σε παγκόσμια κλίμακα δεν είναι ομοιόμορφη . Ο κύριος όγκος τους εντοπίζεται στο βόρειο ημισφαίριο του πλανήτη Υπολογίζεται μάλιστα ότι το 90% των ανθρωπογενών θειικών εκπομπών προέρχεται από το βόρειο ημισφαίριο, ενώ αντίθετα οι φυσικές εκπομπές είναι ομαλότερα κατανεμημένες στα δύο ημισφαίρια.
Το διοξείδιο του θείου είναι ένα αέριο το οποίο αξίζει να μελετηθεί όσο αφορά τις συγκεντρώσεις του στη τροπόσφαιρα και στρατόσφαιρα. Οι ποσότητες του διοξειδίου του θείου που συναντούνται σε χαμηλά ύψη κοντά στην επιφάνεια της γης, επηρεάζουν άμεσα την ανθρώπινη υγεία, οδηγώντας όταν είναι σε υψηλές συγκεντρώσεις σε αναπνευστικά προβλήματα και την υπανάπτυξη των φυτών. Το διοξείδιο του θείου οξειδώνεται στην τροπόσφαιρα δίδοντας θειικό οξύ, το οποίο πέφτει με την λεγόμενη όξινη βροχή και είναι υπαίτιος για την ρύπανση του εδάφους και την υποβάθμιση των μαρμάρινων μνημείων και των λοιπών κτιρίων. Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζει ακόμα η εισαγωγή διοξειδίου του θείου στην τροπόσφαιρα και κυρίως στην στρατόσφαιρα από τις ηφαιστειακές εκρήξεις.