Stav teplotní inverze s sebou kromě nepříznivého počasí v nižších polohách přináší i jiný velice nepříjemný jev související se zhoršenými rozptylovými podmínkami - zhoršenou kvalitu ovzduší.

Za podmínek teplotní inverze při zemském povrchu setrvává studený a těžký vzduch, ve vyšších nadmořských výškách se naopak nachází lehčí a teplejší vzduch, často v souvislosti s teplým prouděním z jižních nebo západních směrů.

V období od poloviny podzimu do počátku jara s sebou v našich zeměpisných šířkách nese sluneční záření jen malou energii, a dny jsou navíc velmi krátké. Protože sluneční paprsky nemají dostatečnou sílu k výraznějšímu prohřívání vzduchu u zemského povrchu, má studený vzduch s vyšší hustotou tendenci usazovat se v nižších polohách české kotliny. Nastává tak teplotní inverze.

Vrstva těžkého studeného vzduchu při zemi je přitom izolovaná od proudění lehčího a teplejšího vzduchu nad hranicí teplotní inverze, hůře zde proto dochází k promíchávání a výměně vzduchu, záhy se zde tak začnou kumulovat nejrůznější znečišťující příměsi - kvalita ovzduší se horší.

Nejhorší podmínky k rozptylu obvykle nastávají, pokud leží hranice teplotní inverze velmi nízko, a ve studeném vzduchu tak zůstávají lapeny jen ty nejnižší polohy.

Ke zlepšení situace dochází, pokud hranice teplotní inverze výrazněji vzroste, a prostor pro rozptyl znečištění se tím zvětší, nebo ideálně při kompletním narušení inverze vlivem změny proudění, kdy se rozptylové podmínky vrátí do normálu.