Cho đến nay, y văn trên thế giới đã ghi nhận và chứng minh các bệnh sau đây có liên quan đến phơi nhiễm ONKK: bệnh về đường hô hấp hoặc liên quan đến chức năng phổi, các bệnh tim mạch, các bệnh về thần kinh, đẻ non/sinh con nhẹ cân và ảnh hưởng đến sự phát triển của trẻ.

Ngoài ra, Hiệp hội Hô hấp Châu Âu (European Respiratory Society) và Tổ chức các bệnh lồng ngực Hoa kỳ (American Thoractic Society) còn cập nhật vào danh sách các bệnh liên quan đến đường chuyển hóa, ví dụ đái tháo đường, béo phì và một số bệnh về sự phát triển tâm thần kinh của trẻ. Danh sách các bệnh này vẫn đang được nghiên cứu và cập nhật.

Rất nhiều bằng chứng khoa học đã chứng minh mối liên quan giữa ONKK lên các bệnh tim mạch, bao gồm bệnh mạch vành, đột quỵ, suy tim, hay gây ra mức tăng mức cholesterol trong máu (yếu tố nguy cơ dẫn tới đột quỵ và mạch vành). Các chất ô nhiễm gây ra bệnh tim mạch rất đa dạng gồm cả bụi (PM), các loại chất ô nhiễm dạng khí như CO, NO2 và O3.

Ước tính có khoảng 13,5% tỷ lệ tử vong do tim mạch toàn cầu vì bụi PM2.5. Kết quả của phép phân tích gộp 13 nghiên cứu dọc tại 11 nước Châu Âu cho thấy khi PM2.5 tăng thêm 5μg/m3 thì tỷ lệ tử vong do bệnh mạch vành ở người dân tăng thêm 13%. Khi mức CO tăng thêm 1ppm thì số người bị nhập viện do đột quỵ sẽ tăng thêm 1,5% và NO2 tăng thêm 10μg/m3 thì số người nhập viện do đột quỵ tăng thêm 1,4%.

Ngoài ra, tỷ lệ nhập viện do suy tim sẽ tăng thêm 3,5% khi CO tăng thêm 1ppm, 2,36% khi NO2 tăng thêm 10μg/m3 và 2,1% khi PM10 tăng thêm 10μg/m3. Ngoài ra, kết quả phân tích gộp cũng cho thấy, huyết áp tâm thu sẽ tăng thêm 1,3mm Hg và huyến áp tâm trương sẽ tăng thêm 0,8mm Hg khi PM2.5 tăng thêm 10μg/m3.

Hiện nay đã có rất nhiều bằng chứng cho thấy mối liên quan giữa ONKK và các bệnh hệ tuần hoàn như rối loại nhịp tim, rối loạn chức năng của các mạch máu. Các bệnh liên quan đến đường chuyển hóa. Mối  liên  quan  giữa  ONKK  và  các  bệnh  rối  loạn  chuyển  hóa như đái tháo đường đã được chứng minh. Khi PM2.5 tăng thêm 10μg/m3 thì số người bị đái tháo đường type 2 tăng lên 2% đến 10%.

Mối liên quan giữa ONKK và sinh con nhẹ cân (trẻ sinh ra có cân nặng nhỏ hơn 2500g) và sinh con thiếu tháng (trẻ sinh ra chưa đủ 37 tuần) đã được ghi nhận ở nhiều nghiên cứu khác nhau. Độ bụi và NO2 được chứng minh là những chất chính gây nên yếu tố liên quan gây ra tử vong sơ sinh hoặc sinh non. Một nghiên cứu kéo dài 17 năm tại 12 nước Châu Âu đã chứng minh rằng khi PM2.5 tăng thêm 5μg/m3 thì nguy cơ sinh con nhẹ cân tăng thêm 18%.

Trong khi đó những nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh rằng tác động lâu dài của ô nhiễm lớn hơn rất nhiều so với tác động tức thời. Một trong những bằng chứng phục vụ việc hoạch định chính sách về kiểm soát ô nhiễm chính sách là xem xét chi phí điều trị của các bệnh do ONKK nhằm đánh giá thiệt hại về kinh tế mà ONKK gây ra.