미세먼지는 특정 배출원에서 직접 배출되어 발생되는 다양한 물질이 대기 중의 특정 조건에서 반응하여 만들어지는 입자가 많다. 또 자연적 존재하는 생물성 입자도 발생된다.
미세먼지가 생성되는 원인과 성분을 살펴보면, 사업장 연소물질이나 자동차 연료 연소, 생물성 연소 과정 등을 통해 특정 배출원으로부터 직접 배출되어 발생되는 경우가 가장 흔하다. PM2.5의 경우 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 암모니아(NH3), 휘발성 유기화학물(VOCs) 등의 전구물질이 대기 중의 특정 조건에서 반응하여 2차 생성되는 입자가 상당량이며, 자연적으로 존재하는 입자로서황사와 같은 광물입자, 소금 입자, 꽃가루나 미생물과 같은 생물성 입자가 자연 발생한다. 미세먼지의 조성 형태는 매우 다양하나 성분은 주로 탄소성분(유기탄소, 원소탄소), 이온성분(황산염, 질산염, 암모늄), 광물성분 등으로 구성되어 있다.