约10%的雾霾是自然排放，其他近90%来自人为排放，直接来自人类的经济社会活动。对北京2013年1月五次强霾污染分析得出，大气污染物包括有机碳、元素碳、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、扬尘等。硫酸盐、硝酸盐和铵盐是基于一次排放的二氧化硫（SO2）, 氮氧化物（NOx）和氨气（NH3）气体经过化学反应形成。挥发性有机物（包括来自烹饪源的油烟型有机物、来自于汽车尾气烃类有机颗粒物、来自光化学反应的氮富集有机物、和从北京周边输送过来的氧化型有机颗粒物），在大量二氧化硫和氮氧化物的作用下发生反应，向二次有机气溶胶转化，产生更加具毒性的细颗粒污染物。它们是上世纪中期美国南加州光化学烟雾的主要成分。

这些污染物都和人类的生产和生活活动息息相关。对北京PM2.5排放源分析发现燃煤、机动车为最主要来源。

北京年平均PM2.5排放中，燃煤占26%，机动车19%，餐饮11%，工业10%。1月的强霾中，北京机动车排放贡献最大，占25%，其次为燃煤19%和外来输送19%；京津冀地区的主要污染来源则是燃煤34%、机动车16%和工业15%。此外，河北和天津地区的燃煤、化工、重金属冶炼都是重金属污染的来源。北京城市大量的机动车排放是造成NOx大气浓度上升的原因，也是硝酸盐同步上升的原因之一。白天NO2浓度出现高值，并同步出现硝酸盐浓度高值，但北京机动车NOx排放造成的危害远非生成了无机硝酸盐，更可怕的是生成了大量的含氮有机颗粒物。白天生成的硝酸盐夜间在高浓度SO2和硫酸盐的作用下向致癌物亚硝酸盐转化。