Kükürt dioksit, fosil yakıtların eksik yanma işleminin ortak bir yan ürünüdür. Yakıtta bulunan kükürt atomları atmosfere salındığında ve bir çift serbest oksijen atomuyla birleşince oluşur. Sülfür dioksit ayrıca volkanik patlamaların bir yan ürünü olarak ortaya çıkar.
Kükürt dioksit oluşturan en basit reaksiyon oksijen varlığında kükürdün yanmasıdır. Bu, tek bir kükürt atomunun kükürt dioksit oluşturmak için bir oksijen molekülü ile birleşmesine neden olur. Aynı zamanda, güç üretmek için kullanılabilecek yoğun ısı üreten ekzotermik bir işlemdir. Hidrojen sülfit ayrıca bir yan ürün olarak kükürt dioksit ve su üreterek de yakılabilir. Bu yöntemler genellikle sülfürik asidin oluşturulması gibi endüstriyel amaçlar için sülfür dioksit üretmek için kullanılır.
Çoğu atmosferik kükürt dioksit, fosil yakıtların yanmasından gelir. Kömür ve yağ, oluşumu sırasında sıklıkla kükürtle kirlenir ve bu yakıtları yakmak, kükürt dioksit ve atmosfere bir dizi başka gaz verir.
Doğada, kükürt dioksit en sık, pirit ve zinober gibi sülfür cevherlerinin yanmasından gelir. Bu cevherler Yerkabuğunda yaygındır ve magma mantodan düştüğünde, bu cevherleri birleştirip eritebilir. Bu, magma cebi boyunca kükürtü çözer ve magma yüzeye ulaşırsa, ortaya çıkan volkanik patlama atmosfere kükürt dioksit salgılayabilir.