En los años 70 y 80, las zonas boscosas de Europa central, el sur de Escandinavia y el este de Norteamérica mostraron signos alarmantes de muerte de los bosques y mortalidad de los árboles. Un estudio realizado en 1993 en 27 países europeos reveló que la contaminación atmosférica había dañado o provocado la muerte del 23% de los 100.000 árboles estudiados. Es probable que la muerte sea el resultado de muchos factores, como la deposición ácida (por ejemplo, la acidificación del suelo y la pérdida de capacidad de amortiguación, la movilización de aluminio tóxico, los efectos directos del ácido en el follaje), la exposición al ozono troposférico, el posible exceso de fertilización por la deposición de compuestos nitrogenados (como los nitratos, el amonio y los compuestos amoniacales) y el estrés general causado por una combinación de estos factores. Una vez que un árbol se encuentra debilitado, es más probable que sucumba a otros factores de estrés ambiental como la sequía, la infestación de insectos y la infección por patógenos. Las zonas de muerte de los bosques solían estar asociadas a regiones con baja capacidad de amortiguación en las que también se producían daños en los ecosistemas acuáticos debido a la deposición ácida.
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La deposición ácida ha sido implicada en la alteración de la química del suelo y en el declive de varias especies arbóreas por medios directos e indirectos. Los suelos poco amortiguados son especialmente susceptibles a la acidificación porque carecen de cantidades significativas de cationes base (iones con carga positiva), que neutralizan la acidez. El calcio, el magnesio, el sodio y el potasio, que son los cationes base que representan la mayor parte de la capacidad de neutralización de ácidos de los suelos, proceden de la meteorización de las rocas y de la deposición húmeda y seca. Algunos de estos cationes básicos (como el calcio y el magnesio) son también nutrientes secundarios de las plantas, necesarios para su correcto crecimiento. El suministro de estos cationes básicos disminuye a medida que neutralizan los ácidos presentes en la deposición húmeda y seca y son lixiviados de los suelos. Así, un paisaje que antes era rico en cationes básicos puede volverse sensible a los ácidos cuando los procesos de formación del suelo son lentos y los cationes básicos no son reemplazados a través de los procesos de meteorización o deposición.
La acidificación del suelo también puede ocurrir cuando la deposición de amoníaco (NH3) y amonio (NH4+) es alta. La deposición de amoníaco y amonio conduce a la producción de H+ (que da lugar a la acidificación) cuando estas sustancias químicas son convertidas en nitrato (NO3-) por las bacterias en un proceso llamado nitrificación:
NH3 + O2 → NO2- + 3H+ + 2e-
NO2- + H2O → NO3- + 2H+ + 2e-
Las fuentes de NH3 y NH4+ son en gran medida las actividades agrícolas, especialmente la producción ganadera (pollos, cerdos y ganado). Alrededor del 80% de las emisiones de NH3 en Estados Unidos y Europa provienen del sector agrícola. La evaporación o volatilización de los residuos animales libera NH3 a la atmósfera. Este proceso suele dar lugar a la deposición de amoníaco cerca de la fuente de emisión. Sin embargo, el NH3 puede convertirse en partículas de amonio que pueden ser transportadas y depositadas como deposición húmeda y seca a cientos de kilómetros de la fuente de emisión.
Además de alterar negativamente la química del suelo, se ha demostrado que la deposición ácida afecta directamente a algunas especies de árboles. Los árboles de abeto rojo (Picea rubens) que se encuentran en las zonas más elevadas del este de Estados Unidos se ven perjudicados por los ácidos que lixivian el calcio de las membranas celulares de sus agujas, lo que hace que éstas sean más susceptibles de sufrir daños por la congelación durante el invierno. El daño suele ser mayor en las regiones montañosas, porque estas zonas suelen recibir más deposición ácida que las zonas más bajas y el ambiente invernal es más extremo. Las regiones montañosas están sometidas al agua de las nubes y de la niebla, altamente ácida, junto con otras tensiones ambientales. Además, el abeto rojo puede resultar dañado por el aumento de la concentración de aluminio tóxico en el suelo. Estos procesos pueden reducir la absorción de nutrientes por parte de las raíces del árbol. Las poblaciones de arce azucarero (Acer saccharum) también están disminuyendo en el noreste de Estados Unidos y en partes del este de Canadá. Las altas concentraciones de aluminio y las bajas concentraciones de calcio en el suelo resultantes de la deposición ácida han sido implicadas en este declive. Otros árboles de esta región que se ven afectados negativamente por la deposición ácida son el álamo (Populus), el abedul (Betula) y el fresno (Fraxinus).
Algunos científicos sostienen que la deposición ácida puede influir en la geología de algunas regiones. Un estudio de 2018 que examinaba el desprendimiento de Jiweishan de 2009 en el suroeste de China propuso que la lluvia ácida podría haber debilitado una capa de pizarra que separaba las capas de roca que contenían un acuífero por encima de las capas de roca que contenían una mina por debajo, lo que provocó que una gran masa de roca se deslizara por la ladera de la montaña y matara a 74 personas.