Nguyên nhân là do từ đêm 1-9 đến rạng sáng 2-9, nhiệt độ giảm mạnh (chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm 9-10°C), hình thành lớp sương mù tầm thấp bao phủ toàn thành phố, gây bất lợi cho việc khuếch tán các chất ô nhiễm, khiến nồng độ các chất ô nhiễm gia tăng, tích tụ trong lớp khí quyển sát mặt đất. Cùng với đó, tốc độ gió dao động 0-1,7m/giây làm giảm khả năng khuấy trộn của khối khí, làm nồng độ các chất ô nhiễm tăng cao.
Ô nhiễm không khí ở Hà Nội tăng cao đúng dịp nghỉ lễ 2-9 còn có nguyên nhân của các hoạt động đi lại, vui chơi, ăn uống gia tăng với mật độ cao; đồng thời trùng đúng với ngày rằm tháng Bảy, người dân đốt vàng mã nhiều.
