Se bruciato all'aria, si combina con l'ossigeno formando biossido di zolfo, SO2, un gas pesante, incolore, dal caratteristico odore soffocante.
Il diossido di zolfo viene liberato nell'atmosfera durante la combustione di combustibili fossili, come il gas naturale, il petrolio e il carbone, e costituisce uno dei più pericolosi inquinanti. La concentrazione di biossido di zolfo nell'aria può variare da 0,01 a molte parti per milione, ed è responsabile dell'invecchiamento di palazzi e monumenti, del fenomeno delle piogge acide e dell'insorgere di varie malattie umane.

Le emissioni di SO2 mostrano una tendenza in diminuzione negli ultimi anni, dal 1980 al 1997. Il macrosettore che più contribuisce alle emissioni è quello energetico e delle industrie di trasformazione mentre gli impianti non industriali di combustione ne emettono ormai una piccola parte, segno della conversione del riscaldamento domestico da olio combustibile a metano.
Nella figura sono indicate le emissioni, la loro tendenza e la distanza dagli obiettivi di riduzione. Nel 1993 era decisamente rispettato il limite imposto dal Protocollo di Helsinki; gli obiettivi 2000 e 2005 sono previsti dal protocollo di Oslo, il primo è stato raggiunto e il secondo dovrebbe essere raggiunto senza difficoltà.