目的研究大气SO₂水平与5岁以下儿童呼吸系统疾病每日住院人数的浓度-反应关系。方法住院数据来自2005—2006年大同市主要的9所医院的电子病历首页,空气质量数据来自市内3个空气监测点,气象数据来自山西省气象局。用广义相加模型（GAM）建立浓度-反应关系;用多重结构断裂点检测法确定浓度-反应关系曲线上的拐点;用约束性分段线性函数估计相对危险度。结果大气SO₂与5岁以下儿童呼吸系统疾病日住院人数的浓度-反应关系主要呈非线性相关,曲线呈C、S和J三种形状。关于滞后效应,整个研究期和非采暖期均只有当天（lag0）分析结果有统计学意义,SO₂每升高10μg/m³,5岁以下儿童呼吸系统疾病住院人数分别增加1.50%和2.93%;采暖期在滞后3 d（lag3）、5 d（lag5）、6 d（lag6）分析结果有统计学意义,在滞后3 d（lag3）效应最强,SO₂每升高10μg/m³,5岁以下儿童呼吸系统疾病住院人数增加2.08%。关于平均效应,整个研究期和采暖期多数曲线分析结果有统计学意义,且表现为危险度随平均天数增大而增大的趋势,7 d移动平均（avg06）SO₂每升高10μg/m³,5岁以下儿童呼吸系统疾病住院人数分别增加1.35%和1.60%;非采暖期分析结果均无统计学意义。结论大气SO₂浓度的升高可以导致儿童呼吸系统疾病住院人数增加,浓度-反应关系主要呈曲线相关。