德黑蘭面臨嚴重的空氣汙染，市內經常出現大範圍的煙霧，使人呼吸困難及導致肺部疾病。據估計，德黑蘭每天有27人死於空氣汙染引發的疾病。據當地官員所說，惡劣的空氣質量在單壹個月內可導致3,600人死亡。空氣汙染的源頭8成來自汽車尾氣，其余2成來自工業汙染。壹些估計認為單是摩托車已經占了德黑蘭空氣汙染源頭的3成及噪音汙染源頭的5成。
伊朗在2007年實施汽油配給計劃，但在減少汙染上的收效甚微。2011年，在交通系統得到改善及由於資助改革計劃而導致汽油價格上升的情況下，政府期望可以改善交通和汙染問題。
德黑蘭嚴重的空氣汙染主要是以下的原因造成的： 大部分工業都分布在德黑蘭市郊，城市充斥著老舊的車輛，不符合當今的排放法規。 許多市民都使用私家車或的士代步，造成嚴重的交通擠塞。 德黑蘭的北方是廣袤的厄爾布爾士山脈，阻隔了裏海吹來的溫暖潮濕氣流，時常出現的逆溫現象令德黑蘭的空氣汙染物難以稀釋消散。常年幹燥少雲的天氣使德黑蘭日照極為充足,而紫外線加上汙染物令空氣中臭氧含量上升。此外，據報道伊朗生產的汽油質素欠佳，使汙染問題加劇。 政府致力於減少空氣汙染，鼓勵的士和巴士以壓縮天然氣引擎取代汽油引擎。此外，自伊朗伊斯蘭***和國在1979年建立以來便在市中心的交通繁忙時間期間設立了“交通分區”，進入“交通分區”的車輛受到特殊的限。政府也希望提高市民對汙染危害的意識，例如在全市安裝汙染指標顯示器，監測懸浮粒子、二氧化氮、臭氧、二氧化硫及壹氧化碳的含量，顯示器還會顯示空氣汙染指標，空氣汙染指標是以上5種汙染物的空氣質量測量的綜合指數，將每種汙染物的水平區分為安全、有害及危險。