สาเหตุของปัญหามลพิษ PM 2.5 จากดีเซลในไทยแบ่งเป็น 2 ด้าน ด้านแรกเกิดจากจำนวนรถดีเซล และปริมาณการใช้น้ำมันดีเซลที่ขยายตัวสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ด้านที่ 2 เป็นเรื่องของคุณภาพน้ำมันและเครื่องยนต์ โดยคุณภาพน้ำมันดีเซลของไทยใช้มาตรฐานยูโร 4 ซึ่งยังต่ำกว่ามาตรฐานสากล ส่วนคุณภาพเครื่องยนต์นั้นมีทั้งรถดีเซลเก่าที่วิ่งอยู่บนท้องถนนจำนวนมาก และรถบรรทุกดีเซลรุ่นใหม่ที่บังคับเพียงมาตรฐานยูโร 3
การใช้รถดีเซลของไทยเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง...จากโครงสร้างพื้นฐานไทย การปล่อยไอเสียจากเครื่องยนต์ดีเซลซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของมลพิษฝุ่นละออง PM 2.5 ที่ประเทศไทยโดยเฉพาะคนกรุงเทพฯ กำลังเผชิญอยู่ แท้จริงแล้วเป็นปัญหาที่สะสมมานาน หลายปีที่ผ่านมาจำนวนรถดีเซลในกรุงเทพฯ และทั่วประเทศเติบโตอย่างต่อเนื่อง โดยปัจจุบันมีรถดีเซลที่จดทะเบียนในกรุงเทพฯ ถึง 2.7 ล้านคัน คิดเป็น 41% ของรถทั้งหมด (ไม่รวมรถจักรยานยนต์) ถ้ารวมทั่วประเทศมีจำนวน 10.8 ล้านคัน หรือเกือบ 60% เป็นรถที่ใช้น้ำมันดีเซล ซึ่งความพยายามที่จะลดจำนวนรถดีเซลนั้นค่อนข้างยาก เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานของไทยเอื้อต่อการเดินทาง และขนส่งสินค้าทางถนนเป็นหลัก ในขณะที่การขนส่งสินค้าทางรถไฟ หรือเรือ ซึ่งมีต้นทุนต่ำกว่า และปล่อยมลพิษน้อยกว่า ยังมีข้อจำกัดอยู่มาก
นอกจากนี้ นโยบายภาครัฐที่อุดหนุนราคาน้ำมันดีเซลในภาคขนส่ง มีส่วนทำให้ปริมาณการใช้น้ำมันดีเซลขยายตัวสูงขึ้น น้ำมันดีเซลซึ่งมียอดขายสูงที่สุดในบรรดาน้ำมันทุกชนิดมีการขยายตัวอย่างต่อเนื่องราว 3% ต่อปีในระยะเวลา 10 ปีที่ผ่านมา ซึ่งนโยบายภาครัฐ เช่น การลดภาษีสรรพสามิตของน้ำมันดีเซลในอดีตช่วงปี 2011-2014 หรือการตรึงราคาน้ำมันดีเซลผ่านการใช้กลไกของกองทุนน้ำมันในช่วงที่ราคาน้ำมันดิบในตลาดโลกปรับตัวสูงขึ้น เพื่อไม่ให้กระทบต่อค่าขนส่ง ราคาขายปลีกสินค้า และค่าครองชีพของประชาชน เป็นสาเหตุหนึ่งที่จูงใจให้คนหันมาซื้อรถเครื่องยนต์ดีเซลมากขึ้น แม้แต่รถยนต์นั่งส่วนบุคคลทั่วประเทศที่นิยมใช้น้ำมันเบนซินก็มีสัดส่วนของรถที่ใช้ดีเซลเพิ่มขึ้นจาก 24% เป็น 31% ภายใน 10 ปี นำไปสู่การใช้น้ำมันดีเซลที่เติบโตสูงขึ้นอย่างมาก เช่นในช่วงปี 2012 ที่มีการตรึงราคาน้ำมันดีเซลที่ 30 บาท/ลิตร ยอดขายน้ำมันดีเซลขยายตัวถึง 7%YOY
จำนวนรถยนต์นั่งส่วนบุคคลไม่เกิน 7 คน ที่เป็นเครื่องยนต์ดีเซลของไทยมีสัดส่วนเพิ่มสูงขึ้น