I metalli presenti nel particolato atmosferico provengono da una molteplice varietà di fonti, il cadmio (Cd) e lo zinco (Zn) sono in generale originati prevalentemente da fonti industriali, il rame (Cu) ed il nichel (Ni) dai processi di combustione, il piombo (Pb) dalle emissioni degli autoveicoli ed il ferro (Fe) proviene dall'erosione dei suoli, dall'utilizzo di combustibili fossili e dalla produzione di leghe ferrose.
Un volume noto di aria viene raccolto su filtri in fibra di vetro o di quarzo, i quali sono sottoposti a mineralizzazione mediante acido nitrico, sulla soluzione ottenuta si determina la concentrazione dei metalli mediante spettrofotometria di assorbimento atomico.
Tra i metalli che sono stati oggetto di monitoraggio, quelli a maggiore rilevanza sotto il profilo tossicologico sono il nichel, il cadmio ed il piombo.
I composti del nichel e del cadmio sono classificati dall'Agenzia Internazionale di Ricerca sul Cancro come cancerogeni per l'uomo.
Per il piombo è stato evidenziato un ampio spettro di effetti tossici, in quanto tale sostanza interferisce con numerosi sistemi enzimatici.
L'unico metallo per il quale esiste un riferimento nella normativa italiana è il piombo, per il quale è previsto un valore limite come media annuale di 0,5 µg/m3. I valori che si rilevano presentano una forte dipendenza stagionale.