19世纪中期，就有人注意到城市中地衣植物逐渐消失，在烧煤的烟囱附近，植物叶片出现“病斑”，后发现这与空气污染有关，并认为可利用植物来监测和评价空气污染状况。到20世纪40～50年代，空气污染日趋严重，对指示植物的研究也进一步开展起来。70年代初,中国也开始了这方面的工作,例如用唐菖蒲(Gladiolus gandavensis)等指示植物监测大气的氟化物污染；分析加拿大白杨(Populus canadensis)、悬铃木 (Platanus orientalis)等植物叶片的氟和硫的含量来监测较大范围大气中的氟化物和二氧化硫(SO2)的污染； 测定刺槐（Robinia pseudoacacia）、 皂角(Gleditsia sinensis)等植物叶片中铅、镉等的含量以监测大气中的重金属污染等。同时，选择出适合于一些地区应用的指示植物,如金荞麦(Fagopуrum cуmosum)等。

动物对大气污染的敏感性一般比植物低，而且动物活动性大，在环境质量恶化时会迁移回避，因此，通常不大用来指示或监测大气污染。但是有些小动物对一氧化碳(CO)的反应比人和植物灵敏得多。例如金丝雀、鼷鼠、麻雀、鸽子和狗等可用来作为CO的指示动物。狗的嗅觉特别灵敏，经过训练可以用来监测煤气管道漏气和CO污染源。

一些动物生态学家提出以小动物分布的多样性指数来指示大气污染。他们用灯光诱捕昆虫，统计一定时期内捕集到的昆虫种类和个体的数目，求出多样性指数，用以表示大气污染程度。