De nombreuses études l’ont vérifié : outre le soleil, les polluants atmosphériques sont autant de facteurs aggravants du vieillissement cutané. La pollution, comme la fumée de tabac, provoquent des réactions toxiques similaires à celles des UV, générant des processus d'oxydation via la production excessive de radicaux libres, en particulier une peroxydation des lipides épidermiques.

Au niveau cellulaire, il faut d'abord considérer que la formation des radicaux libres est naturelle, physiologique, puisqu'elle découle de la "respiration", ou consommation d'oxygène par les mitochondries - micro-centrales énergétiques des cellules vivantes.
Cette respiration produit en permanence à partir de l'oxygène, des formes réactives de l’oxygène ou "reactive oxygen species", encore appelées radicaux libres.
Le point critique étant que ces formes moléculaires sont éminemment instables, puisqu'elles présentent un électron célibataire, susceptible d'aller capter l'électron voisin d'une molécule saine, la déstabilisant.
Voilà pourquoi la simple transformation de l'oxygène en eau peut déclencher des réactions chimiques en cascade.

Cette métabolisation de l'O₂ va libérer un oxygène singulet O° et un radical superoxyde O^2-, puis du peroxyde d'hydrogène H₂O₂, puis un anion peroxyde, puis le radical hydroxyle OH°  - ce dernier étant le plus toxique -, puis une molécule d'eau H₂O.

Par chance, nous disposons naturellement de systèmes de défense qui nous permettent de nous protéger des effets toxiques des dérivés de l’oxygène et autres radicaux libres. 
Les uns sont endogènes : il s'agit à la fois de facteurs spécifiques comme le glutathion, l'acide urique, le coenzyme Q10..., et de systèmes enzymatiques tels que la superoxyde-dismutase, la catalase, la glutathion-peroxydase ... lesquels fonctionnent avec des cofacteurs  - le cuivre, le zinc ...;  les autres nous sont apportés par notre alimentation - c'est le cas des caroténoïdes, des vitamines C et E, du sélénium...

Grâce à ces mécanismes ingénieux, la production de radicaux libres est majoritairement annihilée par leur neutralisation. Mais dès qu'il y a démultiplication des agressions, affaiblissement des systèmes protecteurs naturels,  insuffisance des apports antioxydants...,  ce bel équilibre se trouve dépassé : c'est le "stress oxydatif ". Ces effets oxydants vont alors attaquer toutes les structures de la peau. On sait ainsi que les radicaux libres ciblent particulièrement les acides gras des membranes cellulaires, ainsi que l’ADN, tant mitochondrial, que nucléaire. Expérimentalement, lorsque l'on place une cellule vivante dans une atmosphère polluée, sa membrane se fragilise, son noyau s’atrophie. Un désastre !
De fait, en milieu pollué ou enfumé, la peau vit un véritable empoisonnement à petit feu, son éclat en prenant  un "bon coup"... Les soins SOS deviennent alors une urgence...