Les pluies endommagent les écosystèmes, en particulier la flore et les écosystèmes aquatiques, ainsi que les bâtiments (murs et statues calcaires, plomb des vitraux).
A l'origine de ces pluies acides, différents gaz liés principalement aux activités humaines. La principale cause des pluies acides est le rejet dans l'atmosphère de dioxyde d'azote (NO2) et de dioxyde de soufre (SO2) par les industries ou les voitures, mais certaines conditions naturelles peuvent aussi rendre l'eau de pluie acide. En effet, le dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique se dilue en partie dans l'eau des gouttes de pluie et abaisse suffisamment son pH pour dissoudre le calcaire des roches et des constructions. Par ailleurs, le NO2 peut être produit par les orages ou par l'activité volcanique, qui rejette aussi du dioxyde de soufre.
Au contact de l'eau de pluie, le dioxyde de soufre et le dioxyde d'azote de la pollution atmosphérique forment de l'acide sulfurique (H2SO4) et de l'acide nitrique (HNO3). C'est ce qui rend les pluies acides. Celles-ci engendrent notamment un dépérissement à vaste échelle des forêts de conifères. Selon les observations, les arbres dépérissent, y compris le sol et la flore du sol devenu acide. Au niveau des arbres, les feuilles jaunissent, adoptent une coloration anormale et finalement voient leur feuillage s'étioler totalement.
Certains lacs situés sur terrains cristallins ont vu leur acidité augmenter significativement au point que certains lacs scandinaves pourraient ne jamais se remettre des pluies acides qui se sont abattues sur eux par le passé. Concernant notre santé, les pluies acides entraînent des problèmes respiratoires.
En Europe, les émissions de SO2 ont été réduites de manière significative grâce à la législation de l'UE qui exige l'utilisation de technologies d'épuration des émissions au niveau des usines et une plus faible teneur en soufre des carburants. En outre, la fermeture totale des mines de charbon françaises au début des années 1990 a fortement diminué les rejets de dioxyde de soufre. Toutefois, ce phénomène menace toujours 240 000 km² de forêts. La mesure des conséquences des pluies acides sur les forêts a été historiquement menée par des écologistes qui n'ont pas toujours fait preuve de rigueur au niveau météorologique, notamment dans la caractérisation des dégâts constatés sur les arbres.
L'évaluation des sédiments de certains lacs suédois soutient la théorie selon laquelle les taux préindustriels de carbone organique dissout étaient aussi élevés que les taux actuels, et potentiellement aussi élevés que les taux de 1990. Ainsi, bien que certaines études antérieures postulent que les émissions de centrales ont contribué à l'acidification des lacs, les observations d'une étude récente indiquent le contraire.