Ce sont des substances chimiques à base de carbone, ayant la propriété de s'évaporer dans l'air à température ambiante. Certaines ont une odeur; d'autres non. Les COV comprennent non seulement des molécules issues du pétrole et transformées par l'industrie, mais aussi des molécules naturelles qui peuvent s'échapper des aliments en cuisson, des plantes, des cigarettes, etc. Cependant, lorsqu'on cite les COV, on parle généralement des substances d'origine pétrolière qu'il vaut mieux éviter de respirer, telles les vapeurs d'essence, les solvants pour peinture et vernis, et les émanations de nombreux produits pour le bricolage (colles, décapants, vitrifiants, résines synthétiques), de produits ménagers (imperméabilisants, produits de nettoyage, insecticide, sprays d'ambiance), de matériaux de construction (mousse isolante, bois agglomérés, plastiques) et d'objets domestiques (appareils électriques et électroniques, meubles et jouets en plastique).
Parmi les milliers de COV existants, certains sont reconnus pour mettre la santé en danger et provoquer des cancers en cas d'exposition prolongée, tels le benzène, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) et le butadiène 1,3. Le benzène est issu notamment des véhicules à moteur et sa concentration est plus forte au bord des routes à fort trafic.