На сегодняшний день становится очевидным, что загрязнение воздуха, происходящее в результате экономической деятельности, приводит к существенному ухудшению среды для жизни на Земле. Урбанизация, в свою очередь, будучи двигателем роста производства, несомненно, влияет на состояние атмосферы. В этом исследовании эмпирически оценивается влияние процесса урбанизации на выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в регионах России в период 2001-2018 гг. на основе данных Федеральной службы государственной статистики (Росстат). Таким образом, объектом исследования являются выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в регионах России, а предметом - влияние уровня урбанизации регионов России на выбросы. Регионы разделены на две группы по экспортной деятельности, что позволило определить влияние роста населения городов в регионах России с учетом особенностей их экономического развития. Также проверяется гипотеза о роли затрат на технологические инновации при одновременном процессе урбанизации. В работе использованы эконометрические методы оценивания на основе панельных данных. Результаты показали, что уровень урбанизации, рассчитанный как доля городского населения, положительно влияет на уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу независимо от того, в какую группу попал регион. Рост затрат на технологические инновации с учетом процесса урбанизации в российских регионах ведет к снижению выбросов, что говорит, в частности, о важной роли совершенствования оборудования. Результаты исследования могут быть полезны для разработки экологической политики регионов.