대기환경의 경우 지난 1997년 아황산가스 농도와 일산화탄소의 농도는 각각 0.019ppm, 0.9ppm으로, 아황산가스는 환경기준인 0.02ppm에 겨우 턱걸이할 수준이었다. 울산시는 청정연료 사용, 기업체 자율환경관리협약 체결, 친환경자동차 보급 등 ‘대기질 개선 중장기종합대책’을 수립해 이들 농도를 크게 줄였다. 특히 기업체와 자율환경협약 체결로 2016년까지 299개사에 3조507억원의 투자를 유도해 대기오염물질과 휘발성유기화합물을 각각 7만1,273톤, 9,067톤 저감했다.
다만 증가추세의 오존 (1997년, 0.015ppm → 2016년, 0.027ppm)과 답보상태에 있는 미세먼지 (43㎍/㎥→43㎍/㎥) 농도의 저감 문제는 해결해야 될 숙제로 남아있다.
태화강 수질은 지난 1997년 BOD 10ppm으로 공업용수로도 사용하지 못하는 죽음의 강이었다. 시는 2005년 ‘태화강마스터플랜’을 수립해 하수관거 정비, 퇴적오니 준설, 수중·수변 정화사업 등 27개 사업에 6,584억원을 투입해 2016년 1.2ppm으로 크게 좋아졌다.