近地面臭氧是其前体物（NO_x和VOCs）在光照下发生光化学反应的产物，PM_2.5是人为或天然过程排放的及反应性气体在大气中反应生成的粒径小于2.5微米的颗粒。臭氧污染和PM_2.5污染存在几方面的关联性。
首先，臭氧和PM_2.5中的二次成分都是大气化学反应产生，前体物类似，都包含NO_x和VOCs。因此，臭氧与二次颗粒物生成呈现明显正相关关系。在我国主要城市群尤其是长三角、珠三角和成渝地区，二次成分占PM_2.5总质量超过一半甚至达到七八成。因此，臭氧污染与PM_2.5污染也存在一定的正相关。
然而，还有多种因素影响臭氧与PM_2.5的关联性。首先，臭氧是由光化学反应生成，光的通量直接决定了臭氧生成的能力。PM_2.5的存在增加了气溶胶光学厚度，削弱了达到近地面的光量，减少了光解反应速率，削弱了臭氧生成。另外，臭氧生成的非线性更为显著。近年来，我国以NO_x为主的控制策略降低了硝酸盐的生成，是PM_2.5浓度逐年下降的原因之一。然而城市等在VOC控制区，NO_x为主的控制策略反而会促进臭氧生成，使得臭氧与PM_2.5呈现相反的变化趋势。另外，最新的研究发现PM_2.5浓度下降导致HO₂自由基被颗粒物吸附的效应下降，也导致臭氧上升（Li et al., 2019）。
研究表明颗粒物变化通过非均相反应对臭氧的影响大于通过光解作用对臭氧的影响（Lou et al., 2014），但是颗粒物上发生的非均相反应来又会随时间和空间的不同而不同。非均相反应使得我国污染较为严重的北方和东部区域臭氧浓度降低，但是会使得中国南方区域冬季臭氧浓度增加，此时我们以颗粒物下降为主要目标的减排方案则可能使得北方和东部区域臭氧浓度上升，南方区域冬季臭氧浓度下降。
因此，在空气质量管理过程中需要综合考虑防控措施对臭氧和PM_2.5的综合影响，追踪颗粒物变化所导致的大气氧化性、非均相反应对臭氧污染的影响并进行调整，避免颗粒物减排对于臭氧带来的不良影响，达到臭氧与PM_2.5协同控制的目的。