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 ?? nhiễm, khiến nồng độ các chất ?? 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 ?? 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.