细颗粒物(PM2.5)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。
成因分析
灰霾的成因与天气有着重要的关系，一是风速、二是气温、三是湿度，风速加速灰霾的扩散和稀释速度，而气温和湿度则是控制灰霾的主要因素。
例如：相对湿度为90%，温度在5℃时，可溶性固体溶入水中降低了水的蒸汽压，微小水滴因为曲率半径变小其蒸汽压又得到提高，形成了微小的溶液液滴与气体的动态平衡。这些微小液滴的粒径从纳米至微米级别，在这个级别上微观效应的化学反应更为突出，形成很多亚稳态的有毒物质。由于液滴的存在，形成了光的吸收、折射与散射现象，降低了空气的透明度。
汽车等分散式污染是形成灰霾的主要原因，汽车尾汽、轮胎磨损、路面磨损等形成了大量的可溶性固体的大气污染物，特别是硫和氮的污染物。
现代火电厂虽然增加了污染物去除装置，但排除的污染物仍就增加了大气污染的浓度，造成浅碟式污染，少量的外加污染就会造成较严重的污染。
