目前，我國經濟發展呈現出區域一體化的趨勢，大氣污染也逐漸呈現出區域一體化的趨勢。現實表明，由於大氣污染特別是細顆粒物的區域擴散性，單個城市的治理行動已不能徹底解決其自身空氣品質問題，大氣污染防治需要區域內各個城市的一體化聯動，也就是“區域視野，城市行動”。
大氣環境保護的區域一體化，既需要參與城市的“一樣化”，又需要整體目標下的“差異化”，即在一定區域內，為實現區域內各個城市的共同環境品質目標，通過創新相關的機制與制度以保障各項措施與手段的有效實施，實現區域內各個城市在大氣環境保護方面的分工與合作，最終實現區域的整體效益最大化。
落實大氣環境保護的區域一體化，需要統一空氣品質目標、統一大氣監測網路體系、統一污染源與空氣品質資訊，對區域內污染行為進行統一監管；這些統一行動的開展，需要在組織保障、科學決策與資金支援等方面進行機制與制度創新。
在組織保障方面，應按照區域大氣環境管理的整體性和系統性要求，建立區域大氣複合污染的聯防聯控機制，打破行政區劃限制、加強部門聯合、創新體制機制。應變屬地管理為區域協商管理，變部門管理為整合管理，變行政管理為公共管理，建立相應的區域性大氣環境管理組織機構，如“區域空氣品質管理委員會”，探索區域大氣污染控制的協調與管理機制，統一協商並決策區域內大氣污染的相關工作，如區域內細顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、揮發性有機物等污染物的控制對策，以及能源結構與產業結構的調整方案等。總體來看，在我國現有的行政管理體制下，建立新型的組織保障機制是大氣環境保護區域一體化工作能否順利實施的關鍵。
在科技支撐方面，為應對區域大氣污染機理的複雜性與控制對策的複雜性，需要建立“科學與決策”的良好互動機制，科學研究應有效地支撐管理決策，而管理決策應以科學研究為依據。這就要求充分利用有關機構的環境科研力量，建立區域性的環境科研合作平臺，例如“區域大氣科學研究中心”。借鑒國外以及珠三角工作的經驗，區域大氣科學研究機構應該包括污染源清單組、監測組、模型組、資訊組與評估組，通過加強區域大氣複合污染的機理研究，建立區域內多污染物的動態污染源清單和數據庫，研究和建立具有公信力的大氣污染擴散模型，並根據成本效益、效率公平等原則制定區域內城市的污染物削減分配方案。
在資金支援方面，應籌措充足的資金以最終落實區域大氣污染治理的行動方案。各個城市的大氣污染減排行動，如脫硫、脫硝、除塵等污染治理工程建設，需要大量經濟成本的支出；區域環境品質監測、監控、資訊共用網路能力建設等一系列活動，也需要大量資金的支援。因此，應探索區域大氣污染治理資金的籌措機制，嘗試利用市場機制建立專門的“區域大氣環境保護基金”，完善污染治理的多元化長效投入機制以及公平合理的分配機制。
