آلودگی هوا پس از انقلاب صنعتی در اوایل قرن 19، یکی از تهدیدات عمده برای سلامتی انسان و محیط زیست بوده است. خطرات ناشی از آلودگی هوا با توجه به گسترش تولیدات صنعتی و کشاورزی و رشد جمعیت انسان افزایش یافته است. حضور فلزات سنگین از آلاینده های مهمی هستند که همراه ذره های معلق در جو پراکنده می شوند و به دلیل اثرات سمی و سرطان زایی این فلزها، اندازه گیری و کنترل غلظت آن ها از اهمیت خاصی برخوردار است. اثرات سمی فلزات سنگین از جمله سرب، کروم و کادمیوم به خوبی شناخته شده اند، بنابراین اطلاعات در خصوص غلظت و توزیع آن ها در محیط شهری مهم است. در این تحقیق غلظت سه فلز سرب، کروم و کادمیوم در پنج ایستگاه و در چهار ماه (آذر تا اسفند 1390) در هوای شهر مشهد بررسی گردید. فیلتر های نمونه برداری، با اسید نیتریک غلیظ هضم شده و فلزات توسط دستگاه جذب اتمی perkin – elmer aanalyst 700 اندازه گیری شدند. تحلیل های آماری بوسیله نرم افزار spss و excel انجام شد. میانگین فلزات سنگین مورد بررسی در هوای مشهد در پنج ایستگاه نمونه برداری در طول دوره مطالعه برای فلز سرب برابر 73/852 (50/57 تا 44/4608)، برای فلز کروم 21/1111 ( 97/44 تا 44/5964) و برای فلز کادمیوم 63/18 (025/0 تا 78/181) نانوگرم بر متر مکعب بود که در مقایسه با استاندارد who با سطوح مجاز تعیین شده توسط این سازمان اختلاف معنا دار آماری نداشت و در مقایسه یا مقادیر استاندارد تعیین شده توسط epa، میانگین سرب در هوای مشهد با اختلاف معنا داری کمتر از حد مجاز و فلز کروم با اختلاف معنا دار آماری بالاتر از حد این استاندارد بود. بیشترین میانگین غلظت سرب و کادمیوم در ایستگاه پایین باد مشاهده شد و بیشترین غلظت کروم در ایستگاه ترافیکی صدف مشاهده شد. نتایج بدست آمده از پژوهش حاضر نشان داد که بین فلزات کروم و کادمیوم در ایستگاه پایین باد همبستگی معنا داری وجود دارد. فلز کروم در ایستگاه های بالا باد، پایین باد و ایستگاه ترافیکی صدف با ذرات کوچک تر از 5/2 میکرومتر موجود در هوا دارای همبستگی معنا دار آماری است. بیشترین غلظت دو فلز سرب و کادمیوم در ماه اسفند و برای فلز کروم در ماه آذر مشاهده شد.