過去廿多年，非吸煙人士當中的肺癌發病率持續上升，大量流行病學研究證實非吸煙人士的肺癌發病與空氣污染有關，其致病機制於二○二二年九月有突破性發現：一項英國倫敦大學的研究發現PM2.5透過刺激肺部的巨噬細胞，釋出會引致炎症的白細胞介素interleukin-1β，刺激原先帶有EGFR基因突變的肺氣管細胞，繼而發展成肺癌。研究發現一成半人肺組織細胞帶有EGFR基因突變，五成三帶有KRAS基因突變。有關基因突變會慢慢演變成肺癌。如暴露於受PM2.5污染的空氣環境，通過interleukin-1β的炎症過程，會大幅加快演變成肺癌的速度。
二○二三年十月哈佛大學公共衞生學院發表了名為「空氣污染與美國老年人肺癌發病率的長期關聯」的一項全國性研究報告，指出長期暴露於空氣中PM2.5和NO2（二氧化氮）污染與全國老年人口肺癌發病率增加有明顯的關聯，更有着劑量反應關係（dose response relationship）。該研究針對二○○一年至二○一六年間一千二百五十萬名六十五歲以上人士進行了一項隊列研究，對比分析了他們的肺癌發病率，和根據居住地區的郵遞區號搜尋的空氣污染紀錄，期間確診十六萬餘例肺癌。研究發現，暴露在PM2.5和NO2的水平，與肺癌發病率的增加有顯著關聯。具體而言，PM2.5每增加1µg/m3，發病率的風險比為1.008；NO2每增加1 ppb，風險比為1.013。
國際癌症研究機構（IARC）已將空氣污染（特別是PM2.5）確定為肺癌的第一類致癌物。儘管NO2本身並不是一種確定的致癌物，但它是交通相關污染的替代標記，交通相關污染中包括揮發性有機化合物和多環芳烴等多種致癌物。研究團隊特別指出，暴露於低水平的PM2.5和O2（PM2.5 ≤ 10μg/m3、NO2 ≤ 30ppb），分別低於美國國家環境空氣品質標準12μg/m3和53ppb，已經能夠增加肺癌發病率。因此美國現行的PM2.5和NO2標準限制不足以保護公眾健康，這凸顯了制定更嚴格的空氣品質法規的必要性。
世界衞生組織（WHO）於2021年更新全球空氣品質指南：建議PM2.5平均全年濃度不超過5μg/m3，NO2平均全年濃度不超過10μg/m3（相當於5.32ppb）。這更新的指南比先前的嚴格得多。世衞同時指出，空氣污染是人類健康面臨的最大環境威脅之一，與氣候變遷並列。如能爭取達到新指南規定的水平，各國將既能保護健康又能減緩全球氣候變遷。
