서울을 중심으로 한 경기, 인천 등의 수도권 지역은 전 국토의 12%에 불과한 면적에 인구는 2013년 2,526만 명으로 전체 국민의 49%가 거주하고 있으며, 전국 대기오염물질 배출시설의 42%, 자동차 등록대수의 45%가 집중되어 있다.
그동안 대기환경개선대책을 꾸준히 추진하여 수도권의 대기오염도가 점차 낮아지고 있지만, 이산화질소(NO2 : 오존을 생성하며, 대기 중에서 2차 반응을 일으켜 미세먼지 농도를 높이는 오염물질로 자동차에서 가장 많이 배출됨), 미세먼지(PM10 : 지름 10㎛이하의 작은 먼지입자로 호흡기 질환의 직접적 원인이 되는 물질로 도시에서는 70% 이상이 자동차 배기가스, 특히 경유차에서 나옴), 오존(O3 : 질소산화물, 휘발성유기화합물과 같은 오염물질이 대기 중의 광화학반응을 통해 주로 생성되며, 대기권의 오존 농도가 높아지면 피부 및 점막을 자극하고 호흡장애 등의 원인이 됨) 등 2차 오염물질의 오염도는 계속 악화추세이다.
선진국과 비교해보면 이산화질소는 선진국 대비 약 1.7배, 미세먼지농도는 약 1.8~3.5배 수준으로 여전히 매우 심각하다. 이로 인해 수도권의 오존주의보 발령횟수는 2011년 전국 발령횟수 55회의 45.5%를 차지하고 있으며, 이산화질소 농도도 서울 0.033PPM, 경기 0.034PPM으로 나머지 우리나라의 다른 6대 도시보다도 월등히 높은 수준이다. 대기오염 피해도 상당해 수도권지역 미세먼지로 인한 조기 사망자수는 연간 1만 명에 이르며, 이에 따른 사회적 비용도 연간 10조원으로 추산된다.
따라서 이에 대한 특단의 대책의 필요성이 1990년대부터 지속적으로 지적되어 왔다. 환경부는 2002년 수도권 대기환경개선의 기본방향을 정하는‘수도권대기환경개선 특별대책’을 마련하기에 이르렀고, 대기오염물질 배출 사업장에 대한 배출감축을 유도하기 위하여 ‘대기오염총량관리제’를 도입하게 된다.