改革开放以来，由于经济规模迅速扩大和城市化进程加快，大气气溶胶污染日趋严重，由气溶胶污染造成的能见度恶化事件越来越多，我国部分地区灰霾天气迅速增加。作为一种灾害性天气，由灰霾引发的环境效应问题和气候效应问题，引起了科学界、政府部门和社会公众的关注。那么，什么是灰霾？灰霾的主要成分是什么？我们所熟知的风、温、压、湿等气象因子在灰霾形成过程中又扮演了什么样的角色呢？
“灰霾”一词的科学定义最早出现于2002年12月15日在北京召开的“我国区域大气灰霾形成机制及其气候影响和预报预测研讨会”上，由中国气象科学研究院的青年科学家依据国外文献中的“Gray Haze”直译为“灰霾”，用来描述由人类活动增加导致的城市区域近地层大气的气溶胶污染导致能见度恶化现象。在中国气象局《地面气象观测规范》中对“灰霾”有如下定义：“大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10公里的空气普遍混浊现象，使远处光亮物体微带黄、红色，使黑暗物体微带蓝色。”而2010年颁布的《中华人民共和国气象行业标准》则给出了更为技术性的判识条件：“当能见度小于10公里，排除了降水、沙尘暴、扬沙、浮尘等天气现象造成的视程障碍，且空气相对湿度小于80%时，即可判识为霾。”
由此可知，灰霾的核心物质是大气中悬浮的气溶胶颗粒。正是由于颗粒物的散射、吸收带来的消光作用，降低了空气能见度，给人造成“雾蒙蒙”之感。颗粒物即总悬浮颗粒物（TSP），按照大小可以分为巨粒子（如降水粒子、云雾粒子、沙尘）、粗粒子（如海盐、土壤尘、火山灰）、细粒子（如硫酸盐、硝酸盐、有机物等）、超细粒子（如碳颗粒）等，其中容易造成灰霾天气的主要是细粒子。细粒子也称为PM2.5，是指环境空气中空气动力学当量直径≤2.5微米的颗粒物，研究表明，我国城市中大量的PM2.5直接或间接地来源于燃烧过程。
我们知道，排入大气中的污染物主要来源于自然排放和人类活动的排放，在一段时期内，无论是自然排放、还是人类活动排放的气溶胶粒子的总量是大致稳定的，那为什么有时出现严重的灰霾天气，有时又是蓝天白云呢？决定性的控制因素就是气象条件。在不同的气象条件下，同一污染源排放所造成的地面污染物浓度可相差几十倍乃至几百倍，这是由于大气对污染物的稀释扩散能力随着气象条件的不同而发生巨大变化的缘故。