In den 70er und 80er Jahren zeigten Waldgebiete in Mitteleuropa, Südskandinavien und im Osten Nordamerikas alarmierende Anzeichen von Waldsterben und Baumsterben. Eine 1993 in 27 europäischen Ländern durchgeführte Untersuchung ergab, dass 23 % der 100.000 untersuchten Bäume durch Luftverschmutzung geschädigt oder abgestorben waren. Es ist wahrscheinlich, dass das Absterben das Ergebnis vieler Faktoren war, darunter Säureablagerungen (z. B. Versauerung des Bodens und Verlust der Pufferkapazität, Mobilisierung von giftigem Aluminium, direkte Auswirkungen der Säure auf das Laub), Exposition gegenüber bodennahem Ozon, mögliche Überdüngung durch die Ablagerung von Stickstoffverbindungen (z. B. Nitrate, Ammonium und Ammoniakverbindungen) und allgemeiner Stress durch eine Kombination dieser Faktoren. Ist ein Baum erst einmal geschwächt, ist es wahrscheinlicher, dass er anderen Umweltstressfaktoren wie Trockenheit, Insektenbefall und Infektionen durch Krankheitserreger zum Opfer fällt. Die Gebiete, in denen das Waldsterben auftrat, waren häufig mit Regionen mit geringer Pufferkapazität verbunden, in denen auch Schäden an aquatischen Ökosystemen aufgrund von Säureablagerungen auftraten.
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Säureablagerungen werden sowohl direkt als auch indirekt mit der Veränderung der Bodenchemie und dem Rückgang verschiedener Baumarten in Verbindung gebracht. Schlecht gepufferte Böden sind besonders anfällig für die Versauerung, da ihnen erhebliche Mengen an Basenkationen (positiv geladene Ionen) fehlen, die den Säuregehalt neutralisieren. Kalzium, Magnesium, Natrium und Kalium, die Basenkationen, die den größten Teil der säureneutralisierenden Kapazität von Böden ausmachen, stammen aus der Verwitterung von Gestein und aus nassen und trockenen Ablagerungen. Einige dieser Basiskationen (wie Kalzium und Magnesium) sind auch sekundäre Pflanzennährstoffe, die für ein gutes Pflanzenwachstum notwendig sind. Das Angebot an diesen Basenkationen nimmt ab, da sie die in der nassen und trockenen Ablagerung enthaltenen Säuren neutralisieren und aus den Böden ausgewaschen werden. So kann eine Landschaft, die früher reich an Basenkationen war, säureempfindlich werden, wenn die Bodenbildungsprozesse langsam verlaufen und Basenkationen nicht durch Verwitterungs- oder Ablagerungsprozesse ersetzt werden.
Bodenversauerung kann auch dort auftreten, wo die Ablagerung von Ammoniak (NH3) und Ammonium (NH4+) hoch ist. Die Ammoniak- und Ammoniumablagerung führt zur Produktion von H+ (was zur Versauerung führt), wenn diese Chemikalien von Bakterien in einem Prozess, der Nitrifikation genannt wird, in Nitrat (NO3-) umgewandelt werden:
NH3 + O2 → NO2- + 3H+ + 2e-
NO2- + H2O → NO3- + 2H+ + 2e-
Die Quellen von NH3 und NH4+ sind größtenteils landwirtschaftliche Aktivitäten, insbesondere die Viehzucht (Hühner, Schweine und Rinder). Etwa 80 Prozent der NH3-Emissionen in den Vereinigten Staaten und in Europa stammen aus dem landwirtschaftlichen Sektor. Durch die Verdunstung oder Verflüchtigung von tierischen Abfällen wird NH3 in die Atmosphäre freigesetzt. Dieser Prozess führt häufig zu einer Ablagerung von Ammoniak in der Nähe der Emissionsquelle. NH3 kann jedoch in Ammoniumpartikel umgewandelt werden, die als nasse und trockene Deposition Hunderte von Kilometern von der Emissionsquelle entfernt transportiert und abgelagert werden können.
Neben der negativen Veränderung der Bodenchemie hat die saure Deposition nachweislich auch direkte Auswirkungen auf einige Baumarten. Rotfichten (Picea rubens) in höheren Lagen im Osten der Vereinigten Staaten werden durch Säuren geschädigt, die Kalzium aus den Zellmembranen ihrer Nadeln auslaugen, wodurch die Nadeln anfälliger für Frostschäden im Winter werden. Die Schäden sind in Bergregionen oft am größten, weil dort die Säureablagerungen stärker sind als in tiefer gelegenen Gebieten und die Winterbedingungen extremer sind. Bergregionen sind neben anderen Umweltbelastungen auch stark saurem Wolken- und Nebelwasser ausgesetzt. Darüber hinaus kann die Rotfichte durch die erhöhte Konzentration von giftigem Aluminium im Boden geschädigt werden. Diese Prozesse können die Nährstoffaufnahme durch die Baumwurzeln verringern. Auch die Bestände des Zuckerahorns (Acer saccharum) sind im Nordosten der Vereinigten Staaten und in Teilen Ostkanadas rückläufig. Hohe Aluminium- und niedrige Kalziumkonzentrationen im Boden, die auf saure Ablagerungen zurückzuführen sind, wurden für diesen Rückgang verantwortlich gemacht. Zu den anderen Bäumen in dieser Region, die durch saure Ablagerungen negativ beeinflusst werden, gehören Espe (Populus), Birke (Betula) und Esche (Fraxinus).
Einige Wissenschaftler argumentieren, dass saure Ablagerungen die Geologie einiger Regionen beeinflussen können. Eine Studie aus dem Jahr 2018, die den Erdrutsch von Jiweishan im Südwesten Chinas im Jahr 2009 untersuchte, geht davon aus, dass saurer Regen eine Schieferschicht geschwächt haben könnte, die die Gesteinsschichten, in denen sich ein Grundwasserleiter befand, von den Gesteinsschichten trennte, in denen sich eine Mine befand, was dazu führte, dass eine große Gesteinsmasse vom Berghang rutschte und 74 Menschen tötete.