บ่อยครั้งที่มีคำถามหรือข้อสังเกตว่า เหตุใดคุณภาพอากาศในบรรยากาศทั่วไปของแต่ละพื้นที่จึงมีค่าไม่เท่ากัน หรือบางกรณีแม้เป็นพื้นที่ที่อยู่ใกล้เคียงกัน แต่ค่าที่ได้จากการตรวจวัดคุณภาพอากาศกลับไม่เท่าหรือไม่ใกล้เคียงกัน ทั้งนี้ เนื่องมาจากสาเหตุหลายประการ ที่สำคัญคือ
แหล่งกำเนิดมลพิษแตกต่างกัน พื้นที่ที่แตกต่างกันอาจมีประเภทและจำนวนของแหล่งกำเนิดมลพิษทางอากาศ รวมทั้งปริมาณสารมลพิษที่ปล่อยออกมาจากกิจกรรมในพื้นที่ดังกล่าวแตกต่างกัน ส่งผลให้คุณภาพอากาศมีค่าแตกต่างกันได้ เช่น พื้นที่เมืองชั้นในมักมีปริมาณการจราจรที่หนาแน่นและติดขัดมากกว่าพื้นที่เมืองชั้นนอก ส่งผลให้พื้นที่เมืองชั้นในมีปริมาณสารมลพิษทางอากาศสูงกว่าพื้นที่เมืองชั้นนอก นอกจากนี้ พื้นที่ที่มีโรงงานอุตสาหกรรมจำนวนมากและขาดระบบการบำบัดมลพิษทางอากาศที่มีประสิทธิภาพ หรือพื้นที่ที่มีการเผาในที่โล่ง จะมีปริมาณสารมลพิษทางอากาศสูงกว่าพื้นที่ที่ไม่มีกิจกรรมดังกล่าว
ปัจจัยสภาพแวดล้อมแตกต่างกัน พื้นที่ที่แตกต่างกันอาจมีปัจจัยสิ่งแวดล้อม เช่น ความกดอากาศ อุณหภูมิอากาศ ความเร็วลม ทิศทางลม ปริมาณฝน และความหนาแน่นของอาคารและต้นไม้ แตกต่างกัน ซึ่งล้วนส่งผลให้คุณภาพอากาศมีค่าแตกต่างกันได้ เช่น พื้นที่ที่ได้รับอิทธิพลจากความกดอากาศสูง จะมีการมุนเวียนของอากาศในแนวดิ่งไม่ดี ทำให้เกิดการสะสมของฝุ่นละออง หรือพื้นที่ที่มีลมพัดและมีสภาพเอื้อต่อการถ่ายเทและหมุนเวียนของอากาศ จะทำให้สารมลพิษทางอากาศกระจายตัวได้ดี ไม่สะสมอยู่ในพื้นที่
เครื่องวัดคุณภาพอากาศแตกต่างกัน เครื่องวัดคุณภาพอากาศต่างชนิดกัน จะมีเทคนิคการวัด รวมทั้งความละเอียดและความแม่นยำในการตรวจวัดแตกต่างกัน ส่งผลให้คุณภาพอากาศที่ตรวจวัดได้มีค่าแตกต่างกันได้บ้าง นอกจากนี้ การสอบเทียบ (Calibration) เครื่องมือ ยังมีผลอย่างมากต่อความถูกต้องและความแม่นยำของค่าที่ตรวจวัดได้ ดังนั้น เครื่องมือที่มีมาตรฐาน ให้ผลการตรวจวัดที่ถูกต้อง แม่นยำ และน่าเชื่อถือ จะต้องผ่านการสอบเทียบและปรับค่าจากโรงงานผลิตหรือจากหน่วยงานที่ให้การรับรองก่อนนำมาใช้งาน และเมื่อนำมาใช้งานแล้ว ควรต้องมีการสอบเทียบเครื่องมือเป็นประจำ
จุดติดตั้งเครื่องวัดคุณภาพอากาศแตกต่างกัน กรณีที่ใช้เครื่องวัดคุณภาพอากาศแบบเดียวกัน และติดตั้งอยู่ในจุดที่ใกล้เคียงกัน แต่หากจุดที่ติดตั้งมีลักษณะแตกต่างกัน เช่น ภายในอาคาร ใต้ชายคา ใต้ร่มเงาหรือทรงพุ่มของต้นไม้ หรือกลางแจ้ง ย่อมส่งผลให้คุณภาพอากาศมีค่าแตกต่างกันได้เช่นกัน ทั้งนี้เป็นผลมาจากปัจจัยสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันดังกล่าวแล้วข้างต้น
วิธีการคำนวณและมาตรฐานคุณภาพอากาศที่ใช้เทียบกับค่าที่ตรวจวัดได้แตกต่างกัน เครื่องวัดคุณภาพอากาศแต่ละชนิด และแต่ละรุ่น โดยเฉพาะประเภทเซ็นเซอร์ (Sensor) มีวิธีการคิดคำนวณปริมาณสารมลพิษทางอากาศแตกต่างกันขึ้นกับผู้ผลิตแต่ละราย จึงอาจทำให้ค่าที่ตรวจวัดได้มีความแตกต่างกันบ้าง หรือในกรณีการรายงานคุณภาพอากาศในเชิงพื้นที่ โดยนำค่าที่ได้จากการตรวจวัด ณ จุดต่าง ๆ มาประมาณค่าให้ครอบคลุมพื้นที่ที่ต้องการ หากจำนวนข้อมูลที่นำมาใช้ประมาณค่ามีน้อย หรือพื้นที่มีขนาดใหญ่มากเกินไป ค่าที่ประมาณได้อาจมีความคลาดเคลื่อนจากความเป็นจริงได้ นอกจากนี้ มาตรฐานคุณภาพอากาศหรือค่าดัชนีคุณภาพอากาศ (AQI) ที่นำมาใช้เปรียบเทียบกับค่าที่ตรวจวัดได้อาจแตกต่างกัน โดยการตรวจวัดและการรายงานคุณภาพอากาศของส่วนราชการที่เกี่ยวข้องในประเทศไทย รวมทั้งมหาวิทยาลัยมหิดล เปรียบเทียบค่าที่ตรวจวัดและคำนวณได้กับมาตรฐานคุณภาพอากาศ ตามประกาศคณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ และดัชนีคุณภาพอากาศของประเทศไทย ซึ่งมี 5 ระดับ ขณะที่เซ็นเซอร์ตรวจวัดคุณภาพอากาศจากต่างประเทศ มักเปรียบเทียบค่าที่ตรวจวัดและคำนวณได้กับดัชนีคุณภาพอากาศของสหรัฐอเมริกา ซึ่งมี 6 ระดับ จึงอาจส่งผลให้คุณภาพอากาศที่รายงานมีค่าแตกต่างกันได้เช่นกัน