随着机动车保有量的增加，机动车排放污染物对环境的影响日趋严重，给城市和区域空气质量带来巨大压力。2009年环境监测显示，全国113个环保重点城市中1/3的城市空气质量不达标，很多城市尤其是大中城市空气污染已经呈现出煤烟型和汽车尾气复合型污染的特点，加剧了大气污染治理的难度。同时，我国一些地区酸雨、灰霾和光化学烟雾等区域性大气污染问题频繁发生，部分地区甚至出现了每年200多天的灰霾天气，这些问题的产生都与机动车排放的氮氧化物、细颗粒物等污染物直接相关。
2009年，全国机动车排放污染物5143.3万吨，其中一氧化碳4018.8万吨，碳氢化合物482.2万吨，氮氧化物583.3万吨，颗粒物59.0万吨。汽车是机动车污染物总量的主要贡献者，其排放的一氧化碳和碳氢化合物超过70%，氮氧化物和颗粒物超过90%。按车型分类，全国载客汽车一氧化碳和碳氢化合物排放量明显高于载货汽车，其中轻型载客汽车贡献率最大；载货汽车排放的氮氧化物和颗粒物明显高于载客汽车，其中重型载货汽车是主要贡献者。按燃料分类，全国汽油汽车一氧化碳和碳氢化合物排放量明显高于柴油汽车，超过排放总量的七成；柴油汽车排放的氮氧化物接近总量的六成，颗粒物超过九成。