Les lichens sont des plantes à thalle, constitués d'un amas spongieux, et sont de ce fait proches des champignons. C'est en réalité une association de deux plantes : une algue présente sous forme de cellules isolées et un champignon qui l'héberge dans son thalle. C'est une association à bénéfice réciproque où chacun apporte ce qui est nécessaire à la vie de l'autre : c'est une symbiose

Les lichens ont besoin d'un air de bonne qualité parce qu'ils sont très dépendants de leur environnement. En effet ils ne disposent pas de protection comme les végétaux supérieurs. Ils conservent leur fonctionnement tout au long de l'année sans répit en hiver, comme les arbres par exemple. Ils vivent longtemps, régulièrement plusieurs dizaines d'années. Enfin leur thalle, structure spongieuse et sans protection, les prédispose à accumuler toutes sortes de produits venant de l'extérieur : ce sont aussi des bio-indicateurs

Tous ces facteurs expliquent que les lichens sont très réceptifs aux modifications de leur environnement immédiat et en particulier très sensibles à la qualité de l'air. Cette sensibilité n'est pas identique pour toutes les espèces de lichens, elle varie d'une espèce à l'autre, si bien que l'on peut classer les espèces de lichens en fonction de leur toxitolérance, c'est à dire de leur résistance à la pollution. Ces espèces sont ainsi assemblées dans un tableau qui précise la correspondance entre les lichens et la qualité de l'air.

En appliquant l'échelle des lichens aux observations faites sur le terrain, on peut ainsi attribuer un indice de qualité de l'air, reporter ces informations sur une carte et déterminer des zones de même niveau de qualité.