Τα σωματίδια περιγράφουν στερεά ή υγρά που είναι πολύ μικρά και συνήθως βρίσκονται στον αέρα, οπότε μπορούν επίσης να αναφερθούν ως σωματιδιακή ρύπανση. Το μέγεθος ενός σωματιδίου μπορεί να κυμαίνεται από μόνο δύο ή τρία μόρια σε κομμάτια που είναι καθαρά ορατά στο ανθρώπινο μάτι, αν και ακόμη μικρά. Υπάρχουν δύο είδη σωματιδίων, τα πρωτογενή και τα δευτερεύοντα. Τα πρωτογενή σωματίδια δημιουργούνται απευθείας από μια πηγή και με κάποιο τρόπο εκτοξεύονται στον αέρα, όπου μπορούν να παραμείνουν αιωρούμενα για οπουδήποτε από ώρες έως εβδομάδες, ανάλογα με το μέγεθος. Τα δευτερεύοντα σωματίδια στην πραγματικότητα σχηματίζονται στον αέρα όταν διαφορετικά μόρια και συνθήκες δημιουργούν χημικές αντιδράσεις.
Τα περισσότερα σωματίδια μετρώνται σε μικρόμετρα. Τα μικρότερα σωματίδια, που ονομάζονται λεπτά σωματίδια, είναι 2.5 μικρόμετρα ή μικρότερα. Τα χονδροειδή σωματίδια είναι μεγαλύτερα, με μέγεθος από 2.5 μικρόμετρα έως 10 μικρόμετρα. Οπτικά, τα λεπτά σωματίδια, αν είναι ορατά καθόλου, θα φαίνονται σαν ατμός ή καπνός. Τα μεγαλύτερα χονδροειδή σωματίδια μπορεί να είναι ορατά μεμονωμένα και μπορούν να σχηματίσουν κοκκώδη σύννεφα των ρύπων.
Η ατμόσφαιρα δεν είναι το μόνο μέρος όπου μπορεί να υπάρχουν σωματίδια. Μπορεί επίσης να είναι σε υγρά όπως το νερό των ωκεανών και τα χημικά διαλύματα. Τα σωματίδια σε ένα υγρό έχουν τη δυνατότητα να μεταφερθούν στον αέρα μέσω εξάτμισης ή τύπων ανάδευσης που μπορούν πραγματικά να πετάξουν τα σωματίδια στον αέρα. Ένα παράδειγμα αυτού είναι το αλάτι στον ωκεανό που ο άνεμος και η εξάτμιση μπορεί να κάνουν να αιωρούνται στον αέρα. Απόδειξη αυτού μπορεί να φανεί σε μεταλλικές κατασκευές κοντά σε σώματα αλμυρού νερού που μπορεί να υποφέρουν από τις διαβρωτικές επιδράσεις των σωματιδίων του αέρα που μεταφέρουν το αλάτι στη γη.
Υπάρχουν πολλές πηγές σωματιδίων, άλλες ανθρωπογενείς και άλλες φυσικές. Μία από τις μεγαλύτερες πηγές ρύπανσης τόσο από λεπτά όσο και από χονδροειδή σωματίδια είναι η σκόνη που εκτοξεύεται στον αέρα από τους δρόμους. Άλλες πηγές περιλαμβάνουν την καύση ορυκτών καυσίμων όπως ο άνθρακας, οι δασικές πυρκαγιές, οι ηφαιστειακές εκρήξεις και οι εκπομπές από τους κινητήρες των αυτοκινήτων που χρησιμοποιούν βενζίνη ως καύσιμο. Όσο πιο λεπτά είναι τα σωματίδια, τόσο περισσότερο θα παραμείνουν στην ατμόσφαιρα, επιτρέποντας σε ορισμένα να ταξιδέψουν αρκετά μακριά πριν τα φέρουν στο έδαφος λόγω της βροχής ή της βαρύτητας.
Ένας από τους κινδύνους των σωματιδίων, ειδικά των λεπτών σωματιδίων, είναι ότι μπορεί να εισπνευστούν. Εάν τα σωματίδια, τα οποία μπορούν να αποτελούνται από οποιονδήποτε συνδυασμό εκατοντάδων χημικών ουσιών και στοιχείων, είναι σε θέση να περάσουν από τις άμυνες της μύτης και του στόματος, τότε μπορούν να βρουν το δρόμο τους στους πνεύμονες και πιθανώς ακόμη και να περάσουν στην κυκλοφορία του αίματος. Αυτό μπορεί να προκαλέσει αναπνευστικά προβλήματα και ενδεχομένως να συμβάλει σε υψηλότερο κίνδυνο για ορισμένους τύπους καρκίνου ή καρδιακές παθήσεις.
Ένα άλλο πρόβλημα που προκαλούν τα σωματίδια είναι μια τροποποίηση στον τρόπο με τον οποίο η ατμόσφαιρα απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία. Μια αρκετά υψηλή συγκέντρωση σωματιδίων στην ατμόσφαιρα μπορεί να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο η θερμότητα περνά μέσα από την ατμόσφαιρα στην επιφάνεια και πώς η θερμότητα που ανακλάται πίσω από την επιφάνεια ταξιδεύει επιστρέφει στο διάστημα. Μερικά από τα σωματίδια είναι σε θέση να διασκορπίσουν την ακτινοβολία, προκαλώντας λιγότερη θερμότητα να φτάσει στο έδαφος, ενώ επίσης εμποδίζουν την ακτινοβολία που φτάνει στη Γη να διαφύγει πίσω στο διάστημα όπως θα έκανε συνήθως.