霾的组成成分非常复杂,包括数百种大气颗粒物。由于霾中的部分颗粒为可被人体呼吸道吸入,尤其是亚微米粒子会分别沉积于上、下呼吸道和肺泡中,引起鼻炎、支气管炎等病症,长期处于这种环境还会诱发肺癌。此外,由于太阳中的紫外线是人体合成维生素D的惟一途径,紫外线辐射的减弱直接导致小儿佝偻病高发。另外,紫外线是自然界杀灭大气微生物如细菌、病毒等的主要武器,霾天气导致近地层紫外线的减弱,易使空气中的传染性病菌的活性增强,传染病增多。
特别的,研究显示可吸入粒子PM10中的较大颗粒更多的来源自然,而细颗粒(PM2.5)主要来源于人为排放。PM10中一部分较大的颗粒可以被人的呼吸系统挡住;而细颗粒(PM2.5)则可进入人的呼吸道;而更细小的颗粒(PM1.0)甚至可以进入人的肺泡,参与血液循环。PM2.5主要来自燃烧过程,比如化石燃料(煤、汽油、柴油)的燃烧、生物质(秸秆、木柴)的燃烧、垃圾焚烧。PM2.5还能吸附许多重金属物质,为此对人体健康危害巨大。