Forschungsschwerpunkte des Bereichs Atmosphärenchemie sind die Nebel- und Aerosolchemie. Nebel ist als eine am Boden aufliegende Wolke charakterisiert, in der Sichtweiten von weniger als 1000 Meter herrschen. Sein Vorkommen ist an bestimmte lokale Gegebenheiten geknüpft, die Verweilzeit dieses Phänomens in bodennahen Schichten maßgeblich beeinflusst.
Diese Verweildauer und der stoffliche Inhalt der umgebenden Luftmassen bestimmen die Stoffkonzentrationen des Nebels. Hohe Beladungen werden dabei vorwiegend für die Hauptkomponenten Sulfat, Nitrat und Ammonium, für Spurenelemente wie Al, Pb, Cu und Zn und Partikel wie Ruß erzielt. Diese Stoffkonzentrationen führen nicht selten zu Schädigungen der Vegetation, zum Beispiel durch hohe Sulfatbelastungen, oder Atemwegserkrankungen (hervorgerufen durch lungengängige Partikel). Die human- und ökotoxikologische Wirkung des Nebels ist somit immanent.
Aerosole sind definiert als Lösung von festen oder flüssigen Bestandteilen in einer Gasphase. Aerosolpartikel stammen aus unterschiedlichen Emissionsquellen und werden sowohl durch natürliche Prozesse, als auch anthropogen verursacht freigesetzt. Durch ihre geringe Verweildauer in der Atmosphäre, sind die Belastungen einer Region stark von lokalen Gegebenheiten, wie Emissionsquellen, dem Einfluss von Ferntransport, sowie lokalen Senken, abhängig. Partikel in der Atmosphäre treten in unterschiedlichen Größenfraktionen und chemischer Zusammensetzung auf. Sie beeinflussen die menschliche Gesundheit und stehen mit Materialien und Ökosystemen in Wechselwirkung. Außerdem haben sie direkte und indirekte Rückwirkungen auf das Klima.