Durch die gute Wasserlöslichkeit von Schwefeldioxid wird es beim Einatmen gleich in den Schleimhäuten der oberen Atemwege gelöst. Die Folge sind Reizungen und bei hohen Konzentrationen Gewebsveränderungen der Lunge.
In der Natur können Ökosysteme durch den Eintrag von SO2 bzw. von schwefliger Säure versauern und dadurch verändert und geschädigt werden.
SO2 erreicht die höchsten Konzentrationen bei winterlichen Hochdruckwetterlagen, wenn aufgrund der niedrigen Temperaturen erhöhte Heizungsemissionen auftreten und die stabile Schichtung der Atmosphäre den Abtransport der durch Heizungs- und Kfz-Abgase belasteten bodennahen Luftschichten verhindert. Dann sollte auf das Verbrennen schwefelhaltiger Brennstoffe wie Holz oder Kohle und unnötige Fahren mit dem Kraftfahrzeugen wenn möglich verzichtet werden. Generell lässt sich die SO2-Belastung durch die Verwendung schwefelarmer Brennstoffe (schwefelarmes Heizöl, schwefelarmer Dieselkraftstoff) verringern.