PM2.5的来源可分为自然源和人为源。自然源包括风扬尘土、火山灰、森林火灾、海盐等；人为源包括一次颗粒物和二次颗粒物。一次颗粒物由燃煤烟尘、工业粉尘、机动车排气、建筑及道路扬尘等污染源直接排放；二次颗粒物由排放到大气中硫氧化物、氮氧化物、氨、挥发性有机物等通过复杂的化学反应而产生，是大气中PM2.5的主要来源。

PM2.5的组成十分复杂，是各种各样固体细颗粒和液滴的“大杂烩”，化学成分高达上百种。主要成分是有机物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、碳以及各种金属化合物等。

根据目前对空气中PM2.5来源的认识，煤炭燃烧、机动车尾气、工业排放、建筑和道路扬尘、区域传输等来源，在不同地区、不同时段，其“贡献”各不相同。由于PM2.5 在空气中滞留的时间较长，通常PM2.5污染具有区域性特征。对某一地区而言，除了本地产生的PM2.5外，其周边地区的影响也是重要的来源。