Наведено результати оцінювання рівня забруднення атмосферного повітря (АП) у Києві на початку ХХІ ст. Проаналізовано часову динаміку формування вмісту основних забруднювальних речовин та роль різних джерел їх надходження у повітря. Визначено просторово-часові закономірності повторюваності максимальних концентрацій забруднювачів, подано карти поширення забруднювальних домішок в межах міста на основі ГІС-технологій, проведено класифікацію об'єктів моніторингу та районування території за умовами формування забруднення з використанням багатомірних статистичних методів. Висвітлено вплив метеорологічних чинників на концентрацію шкідливих домішок у повітрі. Викладено методику короткострокового прогнозування забруднення АП на основі спектрального аналізу часових рядів.