農藥因噴灑、蒸發(如農藥具較低之蒸氣壓)、飄散或吸附於塵土中，再被風吹揚而進入大氣層中，引起空氣污染，再經由氣流之移動，農藥可擴散至相當遠之距離而污染土壤、水體或對非目標生物產生危害。1990年美國空氣清淨法中危害性空氣污染物即包含部份之農藥及其代謝物。1994年美國中北及東北部23州81個地點，於春夏間雨水樣品中被檢測出玉米及大豆田常用之殺草劑，濃度為0.1 ～1ppb，證明農藥會蒸發或飄散於大氣中。噴灑殺草劑時殺草劑會隨風飄散至鄰近農田，危害其它作物。農藥飄散亦可能污染水體，英國因此訂出噴灑農藥，施藥區與水體間須有250公尺緩衝帶之規定。一般而言，當風速達每小時10公尺以上，施藥時農藥可能因飄散作用而污染鄰田或周邊，應避免施藥，以免引起水體污染或其他危害。農藥在大氣中之降解路徑，主要為光分解與水解；農藥受太陽光照射，太陽光中紫外線提供能量，可能使農藥化學結構發生變化，造成降解。