烟雾箱是模拟研究大气化学反应机制核心方法，它排除了复杂的气象和地形等因素的影响，单纯模拟大气中的化学过程，这样的模拟过程是可以人为的加以控制、改变和重复，该方法对于获得基础数据具有极大的优越性。过去几十年，特别是近十年，通过烟雾箱模拟研究大量的化学反应过程，使得一些新的机制得到了不断的认识，取得了很多新进展。
烟雾箱系统始于20世纪70年代对光化学污染的研究，我国早期烟雾箱始于20世纪80年代，分别由北京大学和中国环境科学研究院搭建。这一时期，其主要研究目标是大气光化学污染机理，并最终确定了挥发性有机物和氮氧化物协同生成臭氧的关键机制。不过受限于监测技术，这一时期的烟雾箱模拟相对简单粗放，对光化学反应中的中间产物和二次颗粒物的分子组成都没有进行研究。进入21世纪，随着全球工业的发展，很多国家出现了新的大气污染问题。如我国一些区域出现了以臭氧和细颗粒物为特征的大气复合污染问题。新的环境问题对大气化学机制提出了新的要求，要求烟雾箱系统能抓住大气污染过程的关键反应机制。新一代烟雾箱系统的因此迎来了发展期，伴随着分析技术的发展，新一代烟雾箱系统主要包括了两方面特征：（1）对纳米级的颗粒物的精细化测量；（2）对痕量气体和颗粒物分子组成实现了在线分析。大气所烟雾箱便诞生于这种背景下， 2004年由徐永福课题组建立（如图1）。大气所在国内属于这一阶段最早建立烟雾箱系统的单位。随着实验室的发展，目前大气所烟雾箱系统已经具备了模拟大气化学过程的主要分析设备，并自主发展了在线分析有机物和二次有机气溶胶的关键系统，同时配套建立了模拟气相和颗粒相反应的烟雾箱数值模式。
大气光化学模拟实验室隶属于中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室。现在有烟雾箱系统3套，大型仪器设备有：傅立叶红外光谱仪、紫外可见光谱仪、气相色谱质谱联用仪、液相色谱-高分辨质谱联用仪、美国热电系列环境检测仪器、气溶胶测量系统等。
导轨烟雾箱系统
双反应器，体积可变，单个反应器最大体积5立方米。
3立方米光化学烟雾箱系统
3立方米烟雾箱系统，用于模拟光化学烟雾，重点研究O3与二次有机气溶胶（SOA）的形成机制，以及其它环境因子在O3和SOA形成中的作用。
500L烟雾箱，可以精确控制反应器内的温度，用于大气反应动力学研究。
气相色谱质谱联用系统（GC-MS）
超高压液相色谱-高分辨质谱联用系统（Ultimate 3000 LC， Q-Exactive Orbitrap MS/MS）
傅立叶变换红外光谱