Одной из важнейших проблем охраны климатических ресурсов является охрана атмосферного воздуха от загрязнения.

Загрязнение воздуха в городах области создается главным образом промышленными предприятиями, заводами, фабриками и автотранспортом, особенно работающим на дизельном топливе. При этом в атмосферу поступает углекислый газ, сернистые соединения, окись углерода, пыль, сажа и другие вредные примеси. К числу городов со сложным состоянием воздушного бассейна относятся Дзержинск, Нижний Новгород, Кстово, Балахна, Правдинск и некоторые другие города области. Особенно заметным загрязнение воздуха становится во время установления антициклонального режима погоды, когда в условиях безветрия происходит застаивание воздуха в нижних слоях тропосферы. Ухудшение экологического состояния воздуха непосредственно отражается на организме человека, оказывает вредное воздействие на сердечно-сосудистую систему, органы дыхания и в целом на здоровье и жизнь людей. От загрязнения воздуха также страдает вся живая природа.

В нашей области, как и в ряде других областей Российской Федерации, проводится система мер по охране атмосферного воздуха. Сооружаются фильтры и газоулавливающие установки на промышленных предприятиях, расширяется зелёная зона городов и поселков, увеличивается в топливном балансе доля природного газа, всё шире используется электроэнергия в промышленности, быту, на транспорте. В летнее время для уменьшения запыленности воздуха проводится полив дорог и тротуаров. Во многих городах области строятся объездные дороги, устанавливаются посты, проверяющие содержание вредных примесей в выхлопных газах автомобилей, ставятся вопросы о пересмотре требований к техническому состоянию автомобилей.

Благодаря проводимым мерам атмосферный воздух в городах области стал чище, однако проблема пока ещё остаётся довольно острой.

На территории нашего региона известны опасные природные явления, связанные с процессами, протекающими в атмосфере. К ним относятся ураганы и смерчи, которые иногда проносятся с огромной скоростью (до 140 км/ч) по области. Такое наблюдается нечасто, но ущерб, приносимый этими явлениями, бывает значителен, и в некоторых случаях возможны даже человеческие жертвы. В годы с сухим и жарким летом могут случаться засухи, приводящие к гибели урожая и лесным пожарам. Последний раз засуха наблюдалась в 2010 году с июня до середины августа. Сельскохозяйственные культуры на полях могут пострадать и от интенсивных ливней, сопровождающихся иногда крупным градом. Сильные продолжительные ливни приводят также к плоскостной и линейной эрозии почвы. Стихийным явлением могут быть и заморозки, приходящие в конце мая – начале июня, от которых гибнет рассада теплолюбивых овощных культур, страдают фруктово-плодовые деревья. В холодное время года нередки гололёды, туманы, обильные снегопады, которые тоже можно отнести к опасным стихийным явлениям.