גשם חומצי נוצר מזיהום אוויר. כאשר דלק נשרף, כמקלים רבים נוצרים ובהם גזים שפוגעים בסביבה. תחנות כוח שפועלות על דלקים פוסיליים, בתי חרושת, מכוניות – כולם פולטים לאטמוספרה גזים רעילים. חלק מהגזים הללו, בעיקר תחמוצת החנקן (NO2) וגופרית דו חמצנית (SO2), גורמים לריאקציה עם טיפות מים זעירות בעננים ויוצרים חומצה גופרתית וחומצה חנקתית. הגשם מהעננים הללו נופל כחומצה חלשה ומכאן הכינוי גשם חומצי. גשם חומצי לא חייב להופיע כגשם, הוא יכול לרדת כשלג או אפילו ערפל. הוא גם יכול לנוע מרחקים עצומים באטמוספרה, לעבור בין מדינות ואפילו בין יבשות. ישנם מקרים רבים שזיהום אוויר ב-סין יכול לרדת כגשם חומצי ביפן.

גשם חומצי אובחן לראשונה בסקנדינביה בשנות ה-50 המאוחרות. או אז הבינו שזיהום אוויר אינו בעיה מקומית כשמקורות הגשם שירד על סקנדינביה היו באיים הבריטים. כיום המזהמות הגדולות ביותר באירופה הן בריטניה, גרמניה, פולין וספרד. ב 1994, כל אחת מהן פלטה לאטמוספרה מעל מליון טונות של גופרית.

חומצה נמדדת על סולם pH. הסולם נע על המספרים 0-14 כאשר 0 הוא הדרגה החומצית הגבוהה ביותר ואילו 14 היא דרגת הבסיס הגבוהה ביותר. המספר 7 מציין חומר שהוא נטרלי – לא חומצה ולא בסיס. גשם רגיל שאינו נחשב גשם חומצי יהיה בעל רמת חומציות של 5 או 6. גשם חומצי מגיע לדרגה 4 ולעיתים, במקרים חריגים, לדרגה 2. ללימון, לשם השוואה, יש דרגת חומציות 2.3 ולחומץ 2.2.

למרות שלכאורה גשם חומצי לא אמור להזיק לנו כפי שלימון לא מזיק לנו, יש לו, לגשם החומצי, השפעות מרחיקות לכת על הסביבה. כשהוא יורד המים החומציים מחלחלים לקרקע ועלולים להגיע למעיינות, מי תהום ואגמים. כשרמת החומציות של האגמים עולה המים באופן פרדוקסאלי נהפכים לצלולים יותר אך הדגה מתה. הראשונים שמושפעים הם סרטנים, שבלולי מים וצדפות. כשמינים שלמים של בעלי חיים מתים, המאזן האקולוגי נשבר (היות שלמשל סרטנים הם המאכל של מינים רבים שחיים באגמים) והאגם כולו דועך.

העצים נפגעים ישירות מהגשם החומצי. החומצה הורסת חומרים מזינים שמצויים בקרקע וחיוניים להם. בנוסף, גשם חומצי משחרר לקרקע רעלים כמו אלומיניום. לבסוף, הגשם החומצי הורס את שכבת המגן שמכסה עלים ופוגעת ביכולתם לבצע את תהליך הפוטו-סינתזה. השילוב של כל ההשפעות המזיקות הללו יכול להביא יערות שלמים למצב של גסיסה.

גשם חומצי משפיע לא רק על החי והצומח. מבנים נשחקים באופן טבעי על ידי מזג אוויר, אקלים, לחות או רמת מליחות באוויר. גשם חומצי מגדיל ומזרז את תהליך השחיקה. מבנים עשויים מאבן סיד הינם הנפגעים הראשיים מרמת החומציות בגשם.

ניתן לשקם באופן חלקי אזורים שנפגעו מגשם חומצי, בעיקר נהרות. שיקום זה מתבצע על ידי פיזור אבקת סיד במימי האגם בתהליך שנקרא Liming. אולם תהליך זה יקר והשפעותיו זמניות. מדינות סקנדינביה משתמשות בשיטה זו כבר כמה שנים ובימים אלו מדינות אחרות נוקטות באותם הפרוצדורות. אולם, בסקנדינביה יודעים היטב שלא ניתן לחסן נהרות מההשפעות הרעות של ממטרי גשם חומצי עתידיים. בטווח הארוך יותר מדינות חייבות לצמצם את שיעורי פליטת הגזים הרעילים לאטמוספרה, להקטין את זיהום האוויר, למצוא תחליפים לשימוש בדלקים פוסיליים ולהקטין את השימוש בתחבורה פרטית לטובת תחבורה ציבורית.