生态环境部副部长赵英民表述，有四个方面的因素共同作用，导致了区域重污染天气的发生：
一是污染物排放量超出环境容量的50%以上，是重污染频发的根本原因。“京津冀及周边地区，也就是我们常的‘2+26’城市，高度聚集重化工产业，区域内以煤炭为主的能源利用方式、以公路运输为主的货运方式，导致了区域内主要大气污染物排放量居高不下，单位国土面积主要污染物的排放量是全国平均水平的2-5倍，不同的污染物排放量倍数不一样。”赵英民说，除了二氧化硫以外，区域内的主要污染物排放量均超出了环境容量的50%以上，部分城市甚至超出80%-150%。另外，秋冬季主要污染物排放量，由于取暖的原因，比平时额外增加大约30%的排放量。总体来说，区域内的污染物排放超出环境容量，应该是重污染频发的根本原因。
攻关项目在“2+26”城市布设了109个采样点，采集了5.8万多个样品，在线测定了49万条化学组分数据。2018-2019年秋冬季的PM2.5来源解析表明，工业和民用散煤、柴油车对区域PM2.5的贡献分别达到了36%、17%和16%，也就是贡献最大的三个方面，是重污染的主要来源。在工业源中，钢铁焦化行业的贡献最大，其次是水泥行业。
二是大气中氮氧化物和挥发性有机物的浓度高，造成大气氧化性增强，是重污染期间二次PM2.5快速增长的关键因素。PM2.5一部分是直接排放的，但是还有一部分是由于排放到空气中的气态污染物，二氧化硫、氮氧化物等通过二次转化，在空气中形成细颗粒物，这部分PM2.5叫二次转化的PM2.5。随着大气污染治理的不断深入，一次组分占比明显下降，由空气中污染物转化成颗粒物的二次组分占比不断上升。
2013年以来，二次组分占比逐渐上升的趋势比较明显，从40%上升到50%左右，在重污染期间，颗粒物组分以二次污染物为主，比例能达到60%甚至更高。区域内氮氧化物和VOC的浓度高，会在大气中发生快速的光化学反应，导致大气氧化性总体处于高位，这是促使空气中气体污染物转成二次PM2.5的一个决定性因素。北京市的大气氧化性比伦敦、东京等城市大约要高出2-3倍。高氧化性也导致了区域重污染期间二次转化速率升高3-5倍。大气氧化性一方面是推动气态污染物转成PM2.5，同时也会在夏天推动臭氧形成。因此控制大气氧化性，是下一步协同控制PM2.5和臭氧的交叉点和关键点，有“一石双鸟”的效果。
三是不利的气象条件导致了区域环境容量大幅降低，这是重污染天气形成的必要条件。京津冀及周边地区位于太行山东侧和燕山南侧的半封闭地形中，因此客观上存在着一个“弱风区”，同时在这个区域的上空，对流层有一个“暖盖”的结构。大气扩散条件“先天不足”，这主要是相对其他地方而言，本身这个地方的扩散条件就差，因此导致环境容量较小。受气候变化的影响，2000年以来，区域环境容量整体呈现下降态势。另外，环境容量还呈现季度和月度差异，夏天为什么空气好，很重要的一个原因就是空气扩散条件好。另外每个月、每年也因为气象因素的变化有不同。
总体而言，秋冬季比春夏季环境容量平均要小30%左右，1月份的环境容量大概是7月份环境容量的一半。因此，一旦近地面的风速小于2米/秒，逆温导致的边界层高度降到500米以下，相对湿度高于60%，大气环境容量就会进一步减少50%-70%，因此极易诱发重污染天气。第一个因素是排放多。同时由于这个区域西边北边都是山，环境容量先天不足，冬天又比夏天容量减少一半，两个因素叠加在一起就很容易出现重污染。
四是区域传输对PM2.5影响显著，各城市平均贡献率大约是20%-30%，重污染期间进一步增加到了35%-50%。大气污染治理开始阶段，往往因为本地排放比较多，本地源对本地的环境质量影响比重是比较大的。随着污染治理的深入，本地源占比逐步减少，外来输入逐步增加。攻关项目对2013年以来近百次的重污染天气过程进行了分析表明，重污染期间，区域传输对北京市PM2.5的平均贡献率大概是45%左右，个别过程可以达到70%，污染物在区域主要有三个传输通道，这也是这次攻关项目经过研究观测得出的结论。
一个通道是西南通道，也就是河南北部-邯郸、-石家庄-保定-北京一线，这个通道传输频率最高，输送强度最大，重污染过程平均的贡献率约20%，个别重污染过程可以达到40%。第二个通道是东南通道，就是山东中部-沧州-廊坊-天津中南部沿线。第三个通道是偏东的通道，也就是唐山-天津北部-北京这条线。
赵英民表示，这四个原因相互叠加，造成了区域秋冬季重污染天气发生。治理更多的还是要针对人为排放，大幅减少污染物排放，这样即便遇到极端不利气象条件，也不会再发生重污染天气。