Οι καπνοί diesel είναι μίγμα από πάνω από 400 σωματιδιακά, αέρια και τοξικά οργανικά ενώσεις, που προκύπτουν από την καύση πετρελαίου diesel. Περισσότερα από 40 από αυτά έχουν χαρακτηριστεί ως τοξικά αερικά ρύπανα από την πολιτεία της Καλιφόρνιας. Πολλά από αυτά έχουν αποδειχθεί καρκινογόνιμα ή με μακροπρόθεσμες επιβλαβείς επιπτώσεις στην υγεία. Ενώ αποτελούνται από περισσότερες από 400 χημικές ουσίες, ορισμένα συστατικά αποτελούν μεγαλύτερο ποσοστό του όγκου, ενώ άλλα, παρόλο που υπάρχουν σε μικρότερες ποσότητες, είναι εξαιρετικά επικίνδυνα.
Τα σωματίδια άνθρακα, υπό μορφή σκόνης, είναι το κυριότερο συστατικό των καπνών diesel. Μπορούν να προκαλέσουν αναπνευστικά προβλήματα μετά από παρατεταμένη έκθεση, καθώς μπορούν να συγκεντρωθούν στους πνεύμονες. Αν και ο ίδιος ο άνθρακας δεν είναι τοξικός, μπορεί να φραγώσει τους πνεύμονες και να βλάψει την αναπνευστική λειτουργία.
Μικροσκοπικά σωματίδια διοξειδίου του θείου μεταφέρονται στην ατμόσφαιρα από αερικές ρεύματα, φτάνουν σε υψώματα και αιωρούνται στα σύννεφα, όπου μιγνύονται με υγράτμο σχηματίζοντας θειικό οξύ. Αυτή η διαδικασία είναι η βάση για τη δημιουργία οξυγόνου βροχής, η οποία μπορεί να βλάψει κτίρια και να διαταράξει οικολογικές ισορροπίες αλλάζοντας το pH νερών.
Βαρέα μέταλλα όπως υδράργυρος, μόλυβδος και μάνγανος βρίσκονται επίσης στους καπνούς diesel. Ο υδράργυρος και ο μόλυβδος είναι εξαιρετικά επικίνδυνοι και συσσωρεύονται στα οργανικά ιστούς με την πάροδο του χρόνου. Η συνεχής έκθεση οδηγεί σε υψηλότερες συγκεντρώσεις και σοβαρά προβλήματα υγείας.
Τοξικές οργανικές ενώσεις όπως κυανίδα, φαινόλη, φορμαλδεΰδη και ακεταλδεΰδη είναι επίσης παρούσες στους καπνούς diesel.
Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι υποπροϊόν της καύσης πετρελαϊκών καυσίμων. Είναι άχρωμο, άνοσμο και εξαιρετικά τοξικό. Η υπέρμετρη έκθεση μπορεί να προκαλέσει δυσανάπνοια, λιποθυμίες, απώλεια συνείδησης και, σε υψηλές συγκεντρώσεις, θάνατο.
