短期影響 ：美國國家空氣汙染與死亡率和發病率關系研究計劃對美國20個城市近5 000萬人的資料分析顯示，人群死亡率與死亡前日顆粒物濃度相關。PM10每升高10μg/m3可引起總死亡率和心肺疾病死亡率分別上升0.21%和0.31%。歐洲環境汙染與健康研究計劃對歐洲29個城市4300萬人資料分析後發現，PM10每升高10μg/m3，每日總死亡率與心血管疾病死亡率分別增加0.6%和0.69%。其他研究也表明，大氣汙染與心血管疾病死亡率、住院率、急診率和疾病惡化等增加有關系。中國北京、太原和上海等地的研究也顯示，大氣汙染，特別是顆粒物汙染與心腦血管疾病的死亡率和發病率增加有關。
長期影響 ：對美國哈佛等六個城市進行的佇列研究首次提出，大氣汙染的長期暴露與心血管疾病死亡率增加有關。對美國50個州暴露大氣汙染16年的近50萬成年人的死亡數據分析後發現，在控制飲食、汙染物聯合作用等混雜因素後，PM2.5年平均濃度每增高10μg/m3，心血管疾病患者死亡率增加6%，且未觀察到其健康效應的閾值。還有研究發現，大氣O3濃度增高與心血管疾病的多發有關。此外，大氣汙染長期暴露還與心律不齊、心衰、心跳驟停的危險度升高有關。中國沈陽、本溪等地的調查也表明，大氣顆粒物的長期暴露與人群心血管疾病死亡率的增加有關。
機制 ：以灰霾中的主要汙染物顆粒物為例：顆粒物可能透過①幹擾中樞神經系統功能；②直接進入迴圈系統誘發血栓的形成；③刺激呼吸道產生炎癥並釋放細胞因子，後者透過引起血管損傷，導致血栓形成等機制對心血管系統產生影響。
