灰霾作爲一種自然現象，其形成有三方面因素：
一是水平方向靜風現象的增多。隨着城市建設的迅速發展，大樓越建越高，增大了地面摩擦係數，使風流經城區時明顯減弱。靜風現象增多，不利於大氣污染物向城區外圍擴展稀釋，容易在城區內積累成高濃度污染。
二是垂直方向的逆溫現象。污染物在正常氣候條件下，從氣溫高的低空向氣溫低的高空擴散，逐漸循環排放到大氣中。但在逆溫現象下，低空的氣溫反而更低，導致污染物不能及時排放出去。
三是懸浮顆粒物的增加。近年來隨着工業的發展，機動車數量的猛增，污染物排放和城市懸浮顆粒物大量增加，直接導致了能見度降低，使得整個城市看起來灰濛濛一片。
在氣象上，灰霾的定義是懸浮在大氣中的大量微小塵粒、煙粒或鹽粒的集合體，在大氣相對溼度小於80%，水平能見度降低到10公里以下的一種天氣現象。
當出現灰霾天氣時，室外能見度低，污染持續，容易造成交通堵塞。灰霾還會加快城市光化學煙霧污染，這種煙霧毒性很大，嚴重時會使人出現呼吸困難、視力衰退、手足抽搐等現象。
