Hiukkasten koostumus riippuu niiden synty- ja kasvumekanismeista. Karkeat ja pienhiukkaset ovat pääasiallisesti peräisin eri lähteistä, joten niiden koostumus on erilainen (Taulukko 1). Ilmakehän pienhiukkaset koostuvat pääosin rikki- ja typpiyhdisteistä, hiilivedyistä, hiilestä ja metalleista. Rikki- ja typpiyhdisteet päätyvät ilmakehään esimerkiksi polttoprosesseista, tulivuorista ja meristä, kun taas orgaaniset hiilivedyt ovat pääasiassa peräisin kasvillisuudesta.