사람의 폐포까지 깊숙하게 침투해 기관지와 폐에 쌓인 미세먼지는 각종 호흡기 질환의 직접 원인이 되며 몸의 면역 기능을 떨어뜨린다. 천식과 호흡곤란을 일으키며 시야를 악화시키기도 한다.

납이나 비소, 아연 등 유해 중금속 농도가 높은 미세먼지를 마시면 멀쩡하던 사람도 기침하게 되고 목이 아프고, 피부 트러블을 이르키기도 한다. 머리가 굉장히 아프거나 어지러움, 호흡곤란 등이 생긴다. 그중에서도 황산이온이나 질산이온 등은 황사 속 먼지와 흡착되면서 산화물로 변해 호흡과 함께 폐로 들어가게 된다. 이 물질이 폐로 들어가면 기관지염이나 천식, 만성폐쇄성폐질환을 일으킬 수도 있다.

모공보다 더 작은 초미세먼지는 모공으로 침투해 아토피 등 피부염의 원인이 되기 때문에 여드름이 있거나 아토피가 있는 사람들 역시 황사가 온다는 예보에는 야외활동을 자제하는 것이 좋다.

대기오염 미세먼지의 주성분인 다환방향적탄수소(PAH)가 노인층, 특히 과체중 노인 여성의 인슐린 저항성을 높인다는 연구 결과가 나왔다.

인슐린 저항성(IR)은 혈당을 낮추는 인슐리의 기능이 떨어져 세포가 포도당을 효과적으로 연소하지 못하는 것으로 인슐린 저항성이 높으면 인체는 혈당을 효과적으로 사용하지 못해 대사증후군은 물론 심장병·당뇨병 등까지 초래할 수 있다.