Gli idrocarburi sono composti organici a base di carbonio ed idrogeno di natura alifatica (catena lineare o ramificata, di cui il capostipite è il metano – CH₄) o aromatica (catene cicliche di cui il capostipite è il benzene – C₆H₆). Tra questi rivestono particolare importanza:

- COV (Composti Organici Volatili): sono un insieme di composti di natura organica presenti in atmosfera principalmente in fase gassosa. I COV possono essere semplici idrocarburi composti esclusivamente da carbonio e idrogeno o molecole più complesse contenenti atomi di azoto, ossigeno, cloro e altri elementi. Della famiglia dei COV fanno parte gli idrocarburi aromatici (benzene, toluene, etilbenzene, m,p,o-xileni noti come BTEX), gli idrocarburi alifatici (dal n-esano al nesadecano e i metilesani), gli idrocarburi clorinati (cloroformio, diclorometano, clorobenzeni), gli alcoli (etanolo, propanolo, butanolo e derivati), gli esteri, i chetoni e le aldeidi (formaldeide). Il principale ruolo atmosferico dei composti organici volatili è connesso alla formazione di inquinanti secondari.

Origine. Le emissioni naturali dei COV provengono dalla vegetazione e dalla degradazione del materiale organico; le emissioni antropiche, invece, sono principalmente dovute a processi di combustione incompleta e di evaporazione di solventi e carburanti. Il benzene, in particolare, è presente nell'aria principalmente per effetto delle emissioni autoveicolari.

Effetti sulla salute e sull'ambiente. In generale i COV interferiscono sui processi respiratori ed irritano gli occhi. Per quanto riguarda il benzene, i suoi effetti a breve termine sull'uomo agiscono sul sistema nervoso mentre quelli a lungo termine producono una riduzione progressiva delle piastrine nel sangue. Gli effetti cronici del benzene si presentano dopo esposizioni prolungate nel tempo anche a basse concentrazioni (qualche ppm per decine di anni). Le affezioni più gravi sono rappresentate dalla leucemia mieloide o da altre forme di cancro. Per la sua tossicità il benzene è stato,.infatti, inserito dall'International Agency for Research on Cancer (IARC) nel gruppo I, ossia tra le sostanze con un accertato potere cancerogeno sull'uomo.

- IPA (Idrocarburi Policiclici Aromatici): sono composti organici costituiti da più anelli benzenici. In atmosfera sono state identificate più di cento specie di IPA a partire dal naftalene presente in fase gassosa con due anelli benzenici fino a composti con sette o più anelli che possono essere adsorbiti sul particolato. Storicamente gli IPA rappresentano la prima specie chimica ad essere stata identificata come cancerogena.

Origine. L'origine degli IPA è associata principalmente ad attività antropiche, quali processi industriali, riscaldamento domestico, produzione di energia, traffico, essendo prodotti da processi di combustione incompleta di carbone, olio, legno ed altri materiali organici.

Effetti sulla salute e sull'ambiente. L'esposizione agli IPA comporta vari danni a livello ematico e polmonare. Secondo l'International Agency for Research on Cancer (IARC) tra gli IPA sono probabili cancerogeni per l'uomo il benzo(a)pirene, il benz(a)antracene e il dibenz(a,h)antracene; mentre sono possibili cancerogeni il benzo(b)fluorantene, il benzo(k)fluorantene e l'indeno(1,2,3,-c,d)pirene.

- METANO (CH₄): è l'idrocarburo più abbondante in atmosfera e si trova in natura sotto forma di gas incolore e comburente. E' uno dei componenti principali del gas naturale.

Origine. L'emissione naturale di metano è dovuta principalmente alla decomposizione di materia organica in zone paludose. Le emissioni antropiche sono invece associate all'estrazione di combustibile fossile, al trattamento delle acque reflue e alle attività agricole (allevamento di bestiame).

Tempi di permanenza in atmosfera. Il metano ha un tempo medio di residenza in atmosfera di circa 10 anni.

Effetti sulla salute e sull'ambiente. Il metano è uno dei principali gas serra: il suo effetto sull'ambiente è quindi associato al riscaldamento dell'atmosfera e di conseguenza ai cambiamenti climatici globali.