在气象上，灰霾的定义是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒的集合体，在大气相对湿度小于80%，水平能见度降低到10公里以下的一种天气现象。
灰霾的形成有三方面因素：
一是水平方向静风现象的增多。随着城市建设的迅速发展，大楼越建越高，增大了地面摩擦系数，使风流经城区时明显减弱。静风现象增多，不利于大气污染物向城区外围扩展稀释，并容易在城区内积累高浓度污染。
二是垂直方向的逆温现象。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空，使城市上空出现了高空比低空气温更高的逆温现象。污染物在正常气候条件下，从气温高的低空向气温低的高空扩散，逐渐循环排放到大气中。但是逆温现象下，低空的气温反而更低，导致污染物的停留，不能及时排放出去。
三是悬浮颗粒物的增加。近些年来随着工业的发展，机动车数量的猛增，污染物排放和城市悬浮颗粒物大量增加，直接导致了能见度降低，使得整个城市看起来灰蒙蒙一片。
我国的部分区域存在着4个灰霾严重地区：黄淮海地区、长江河谷、四川盆地和珠江三角洲。由于灰霾中的大气气溶胶大部分均可被人体呼吸道吸入，容易引起鼻炎、支气管炎等病症，长期处于这种环境还会诱发肺癌。
