Fotokjemisk smog, form for luftforurensning som kan oppstå i de lavere luftlag når organiske stoffer (NMVOC: Non methane volatile organic compounds) og nitrogenoksider i atmosfæren reagerer kjemisk med hverandre på grunn av solstråling. Reaksjonene er meget kompliserte. Fotokjemisk smog viste seg første gang som et problem i Los Angeles i 1940-årene; den første alvorlige forurensningskatastrofe skjedde i byen Donora i Pennsylvania i oktober 1948, da anslagsvis 6000 av byens 14 000 innbyggere ble syke og 18 mennesker døde.
Begrepet er ikke entydig definert, men beskrives ved fem karakteristiske kjennetegn: 1) høy konsentrasjon av oksiderende stoffer (oksidanter) i atmosfæren, 2) nedsatt sikt pga. dis, 3) lukt, 4) irritasjon av slimhinner og 5) skader på enkelte planter og materialer (bl.a. gummi).
Luftens innhold av oksiderende stoffer, eller oksidanter, brukes gjerne som et mål på fotokjemisk smog. Det finnes en rekke oksidanter, mest vanlig er å måle mengden av ozon (O3) eller, i mindre grad, PAN (peroksyacetylnitrat). Målinger viser at i store deler av den industrialiserte verden kan det i luftmassene nær bakken opptre høyere konsentrasjoner av ozon enn den naturlige bakgrunn; dette gjelder både i by- og landdistrikter.
I Norge har Statens forurensningstilsyn gitt anbefalte grenseverdier for maksimalt innhold av ozon i uteluft: 100 mikrogram per m3 av hensyn til helsevirkninger og 150 mikrogram per m3 for å beskytte planter, begge målt som timesmiddel. De anbefalte luftkvalitetskriteriene for ozon overskrides episodevis over store deler av landet, både når det gjelder helse og vegetasjon. Se også luftforurensning.