在经济全球化大背景下，我国经历了经济与社会的飞速发展，全国机动车保有量显著增加，机动车尾气排放的污染物成为空气污染最主要的污染源之一，并逐渐呈现一定的区域性特点，是本文研究机动车尾气污染治理问题的主要切入点。现代经济的区域一体化是主要发展趋势，同时也对法制的一体化提出了要求，环境问题的解决需要依靠政策、法律等多种手段相互配合。本文着重分析了我国机动车尾气污染问题的区域性的表现和产生原因，结合我国机动车尾气污染问题的实际情况，从区域合作治理的理论基础和实践经验出发，对机动车尾气污染区域防治的必要性展开论述，指出了我国现有法律法规和相关制度的一些欠缺，总结了美国区域合作治理空气污染的成功经验，提出了一些法律对策与建议。通过完善区域合作立法，加强联合执法，将防控机动车尾气污染的制度加以法制化。将可持续发展和依法治国的理念深刻贯穿其中，以期实现有效治理环境污染问题，谋求人与自然的和谐有序发展。