本学科长期从事大气污染的基础研究和技术创新并直接应用于国家和地方大气污染的治理，首次提出“大气复合污染”的概念，取得了大复合污染形成机制的系列重大基础研究成果，并在全国多个区域开展大气复合污染防治技术示范；提出了具有全球普遍性的大气氧化新机制，形成了区域综合控制的技术方法。
本学科引领国家大气污染防治科技计划制定和实施，推动了国家“十二五”重点区域大气污染联防联控规划与国家大气污染行动计划的制定与实施，骨干人员牵头负责国家科技部“大气污染成因与控制技术研究”重点专项的立项、国家自然基金委“中国大气复合污染的成因与应对机制的基础研究”重大研究计划立项，并任重大研究计划专家组组长。
通过建立区域大气复合污染防治的技术体系和示范平台，形成了区域尺度大气复合污染防控的技术体系，入选国家“十二五”科技创新成就展；主持研发的多项监测技术入选大气污染防治先进技术汇编，为国家、区域和城市空气质量改善提供了决策支持和技术引领；获2015年国家技术发明二等奖、日内瓦国际发明展金奖、教育部科技进步一等奖。
本学科研发的关键技术在珠三角、长三角、京津冀等广泛推广应用。在珠三角建立了区域空气质量立体监测预警系统和业务化平台，区域联防联控的协调机制和运行模式实现落地业务化，制定了珠三角大气污染防治的区域方案和深圳灰霾防治的城市方案，被省市两级政府采纳实施，为珠三角成为国际上大气污染区域防治的示范案例提供了关键技术支撑。2012年主办大气化学国际最高学术水平双年会—第12 届全球大气化学(IGAC)国际会议，提高了中国在大气化学领域的学术声誉。
