VOCs的环境作用可以根据作用的对象分为对自然环境的影响与对生物体的直接影响。VOCs 能和大气中的氧化剂发生化学反应，在一定条件下生成以高浓度臭氧为主要特征的光化学烟雾；其氧化产物中的二次有机气溶胶是PM2.5的重要组成成分，在不利的气象条件下易引发雾霾；氟氯烃类化合物（氟利昂等）会造成臭氧层空洞，导致进入地球的紫外线增加。人体接触过量的甲醛、苯、甲苯等有毒有害VOC，将会造成致畸、致癌、致突变的影响，吸人浓度过高的VOCs还可能造成急性头痛、呕吐乃至昏迷等中毒症状。