PM2.5细颗粒物的化学组成十分复杂，不同时间和空间， 细颗粒物的化学成分是不同的，不同化学组分的颗粒物对人体健康和大气能见度的影响亦不相同，这些影响还与化学成分在颗粒物内部和表面存在状态有关。此外，不同来源的颗粒物，其化学组成有所不同，因此颗粒物的化学组成可用来进行颗粒物的来源分析。
细颗粒物的化学成分包括无机成分、有机成分、微量金属元素、元素碳 (EC)、生物物质 (细菌、病菌、霉菌等)等。
大气中的含碳粒子是由有机碳(OC)和吸光的元素碳(EC)组成，元素碳的化学结构类似于不纯的石墨，有机碳是细颗粒物中含量最高的组分。
