Підставою для притягнення особи до юридичної відповідальності у цій сфері є порушення законодавства про охорону атмосферного повітря (правопорушення). Залежно від його виду застосовуються адміністративна, кримінальна, цивільно-правова та дисциплінарна відповідальність. Конкретні склади порушень законодавства про охорону атмосферного повітря передбачені відповідними кодексами.
Адміністративна відповідальність у галузі охорони атмосферного повітря регулюється Кодексом України про адміністративні правопорушення. Ним передбачені такі види адміністративних правопорушень у галузі охорони атмосферного повітря: самовільне випалювання сухої рослинності або її залишків (ст. 77і); порушення порядку здійснення викиду забруднюючих речовин в атмосферу або шкідливого впливу на неї фізичних та біологічних факторів (ст. 78); порушення порядку здійснення діяльності, спрямованої на штучні зміни стану атмосфери і атмосферних явищ (ст. 78і); недодержання вимог щодо охорони атмосферного повітря при введенні в експлуатацію і експлуатації підприємств і споруд (ст. 79); недодержання екологічних вимог під час проектування, розміщення, будівництва, реконструкції та прийняття в експлуатацію об'єктів або споруд (ст. 79і); випуск в експлуатацію транспортних та інших пересувних засобів з перевищенням нормативів вмісту забруднюючих речовин у викидах (ст. 80); експлуатація автотранспортних та інших пересувних засобів з перевищенням нормативів вмісту забруднюючих речовин у викидах (ст. 81); порушення правил складування, зберігання, розміщення, транспортування, утилізації, ліквідації та використання промислових і побутових відходів (ст. 82); порушення правил застосування, зберігання, транспортування, знешкодження, ліквідації та захоронення пестицидів і агрохімікатів, токсичних хімічних речовин та інших препаратів (ст. 83); невиконання вимог екологічної безпеки у процесі впровадження відкриттів, винаходів, корисних моделей, промислових зразків, раціоналізаторських пропозицій, нової техніки, технологій і систем, речовин і матеріалів (ст. 91і);
Кримінальна відповідальність передбачена ст. 241 Кримінального кодексу України за забруднення атмосферного повітря. Об'єктом злочинного посягання є суспільні відносини щодо раціонального використання, відновлення, поліпшення і охорони атмосферного повітря як сприятливого середовища існування людини, тваринного і рослинного світу.
Предметом злочину є атмосферне повітря, яке знаходиться у відкритому просторі у межах території України. Забруднення повітря всередині приміщення не може бути кваліфіковане за ст. 241 КК України.
У Кримінальному кодексі України є окремий склад злочину - «порушення вимог законодавства про охорону праці», який може виражатися, зокрема, в недотриманні правил промислової санітарії.
Цивільно-правова відповідальність за порушення атмосфероохоронного законодавства настає за певних умов і підстав. До умов такої відповідальності належать: наявність шкоди; протиправна поведінка особи, яка заподіяла шкоду; причинний зв'язок між протиправною поведінкою такої особи і шкодою, що настала; винна поведінка особи, що заподіяла шкоду
Особи, винні в порушенні законодавства про охорону атмосферного повітря, зобов'язані відшкодувати заподіяну шкоду незалежно від притягнення їх до кримінальної, адміністративної чи дисциплінарної відповідальності.
Відомо, що через забруднення атмосферного повітря може бути заподіяна шкода тваринам, сільськогосподарським посівам, лісам та іншій рослинності, знижена працездатність людей, забруднені водні ресурси та інше. 3 метою визначення розмірів шкоди, яка підлягає стягненню у випадках, коли порушено атмосфероохоронне законодавство, Мінекобезпеки України (зараз - Мінприроди України) 18 травня 1995 р. затвердило Методику розрахунку розмірів відшкодування збитків, які заподіяні державі в результаті наднормативних викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря.
Порядок визначення і стягнення збитків встановлений цивільним і цивільно-процесуальним законодавством. Тому в кожному конкретному випадку вимагається диференційоване застосування спеціального законодавства про порядок визначення шкоди, яка виникла в тій чи іншій сфері діяльності в результаті порушення атмосфероохоронного законодавства. При цьому на практиці часто застосовується сукупність нормативних актів. Щодо визначення збитків спеціальне законодавство застосовується в порядку субсидіарності, тобто додатково до основного.