随着经济社会的快速发展，以PM2.5、酸雨、二氧化硫等污染物为主的复合型跨区域型大气污染日趋严重，尤其是2013年以来雾霾大范围出现在各大城市和区域，成为威胁人们健康的重要杀手。然而，大气污染防治的不可分割性、跨区域性与目前我国行政属地管理模式的矛盾，造成了目前大气污染防治效果不明显，甚至陷入越防治，越污染的怪圈。与此同时，区域经济一体化速度的加快，推动着地方政府跨越行政区域的限制，由封闭走向互动，由竞争走向合作。在这样的背景下，地方政府跨区域协作防治大气污染，是顺应时代潮流，也是大气污染防治的必然选择。那么，如何协调各地方政府的关系，如何避免各地方政府相互推诿责任、防治执行不到位等情况，如何实现地方政府间平等对话、充分协作，就是本文研究的核心内容。本文通过界定跨区域大气污染防治、地方政府协作两大概念，以集体行动理论、博弈理论及府际关系理论为基础，对我国地方政府跨区域协作防治大气污染的历史演进与典型案例进行分析，从而总结出我国跨区域大气污染防治中地方政府协作的问题。通过深入研究，发现地方保护主义浓厚、相关法律制度不够健全、缺乏有效的利益协调机制、政绩考核制度的缺陷以及现有财政分权体制的弊端是造成目前问题的主要原因。在此基础上，结合了西方发达国家的优秀经验，最后分别从树立合作共赢理念、加强体制建设、完善运行机制这三方面，论述了跨区域大气污染防治中地方政府协作的对策建议。