本次席卷中国中东部地区的强霾污染物化学组成，是英国伦敦1952年烟雾事件和上世纪40-50年代开始，美国洛杉矶光化学烟雾事件污染物的混合体，并叠加了独特中国特色的沙尘气溶胶。尤其值得一提的是洛杉矶光化学烟雾事件，在该污染事件中共有800余人丧生。美国政府在后来的调查中称，石油挥发物(碳氢化合物)和二氧化氮，在强烈的阳光紫外线照射下会产生一种，有刺激性的有机化合物过程被称为光化学反应，其产物就是含剧毒的光化学烟雾。

在京津冀雾霾天气的专项研究中专项组检出，大量含氮有机颗粒物是“最危险的信号”，就是“洛杉矶上世纪光化学烟雾的主要成分之一”。经过源解析技术包括含氮有机颗粒物在内，有机物被识别出了4类有机组分：氧化型有机颗粒物主要来自于北京周边；油烟型有机物主要来自局地烹饪源排放；氮富集有机物一种化学产物；还有烃类有机颗粒物主要来自于汽车尾气和燃煤。其中氧化型有机颗粒物在整个污染过程，所占比例最大为44%其余三组分别占21%、17%和18%。