二次污染物是指排入環境中的一次污染物在物理、化學因素或生物的作用下發生變化，或與環境中的其他物質發生反應所形成的物理、化學性狀與一次污染物不同的新污染物，又稱繼發性污染物。如一次污染物SO2在空氣中氧化成硫酸鹽氣溶膠，汽車排氣中的氮氧化物、碳氫化合物在日光照射下發生光化學反應生成的臭氧、過氧乙醯硝酸酯、甲醛和酮類等二次污染物。
常見的二次污染物包括硫酸及硫酸鹽、硝酸及硝酸鹽、臭氧、丙烯醛、光化學煙霧等。二次污染物對環境和人體的危害通常比一次污染物嚴重，例如甲基汞比汞或汞的無機化合物對人體健康的危害要大得多，光化學氧化劑對人體也有較大危害。而且，二次污染物的形成機制往往很複雜，在環境問題研究中是重要的內容。