Dans des conditions naturelles, les eaux de pluie est légèrement acide en raison de la réaction du dioxyde de carbone avec l'atmosphère. Les pluies acides se réfère spécifiquement à acid pollution trouvé dans diverses formes de précipitations. Des substances qui libèrent des ions hydrogène lorsqu'il est dissous dans l'eau sont connus comme des acides. Lorsque le pH de l'eau de pluie tombe en dessous de 5,6, il est considéré comme une précipitation acide.
Acide carbonique
Alors que l'eau distillée a un pH de 7,0, l'eau de pluie enregistre un pH d'environ 5,6 en raison de l'acide carbonique, à la suite de la dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau. A ce faible niveau d'acidité, l'eau de pluie est inoffensif. Des molécules d'acide carbonique ionisent également, en expulsant un ion hydrogène pour devenir un bicarbonate. Une solution édulcorée de la pluie mélangée avec de l'acide carbonique est responsable des dépôts de calcaire dans des grottes. Le carbonate de calcium dans le calcaire réagit avec l'acide carbonique pour former des sels de calcium.
Ammonium
L'ammoniac est un gaz invisible qui résulte de la décomposition de l'urée déchargée par les animaux d'élevage. Les oiseaux excrètent également de l'acide urique qui dégage de l'ammoniaque. Très soluble dans l'eau, l'ammoniac dans l'atmosphère réagit avec d'autres éléments et se transforme en composés d'ammonium, notamment le nitrate d'ammonium et de sulfate d'ammonium.
Acide sulfurique
Avant la révolution industrielle, la formation des pluies acides est principalement attribuable à des causes naturelles telles que les éruptions volcaniques et la végétation en décomposition. Cependant, la combustion des combustibles fossiles est intensifiée avec la croissance de l'industrie, l'augmentation des émissions de dioxyde de soufre et d'oxyde d'azote. Aux Etats-Unis, le charbon est le principal facteur de dioxyde de soufre. Existant comme une impureté dans le charbon, le soufre réagit avec l'oxygène dans l'air lorsque le charbon est brûlé. Il se transforme en dioxyde de soufre, un gaz qui est ensuite libéré dans l'atmosphère. Le dioxyde de soufre réagit ensuite avec de l'eau et d'autres produits chimiques dans l'atmosphère pour former de l'acide sulfurique.
Acide nitrique
En plus des centrales alimentées au charbon, les véhicules contribuent une quantité importante d'oxydes d'azote dans l'atmosphère. L'oxyde d'azote réagit avec l'eau à travers la dissolution et l'oxydation dans l'atmosphère pour former de l'acide nitrique. Bien que l'acide nitrique et d'acide sulfurique existent en concentrations beaucoup plus faibles dans l'atmosphère que l'acide carbonique, leur solubilité plus élevée a un impact beaucoup plus important sur le pH de l'eau de pluie.