Ultrafijn stof is nog veel kleiner dan fijnstof. Dit zijn de deeltjes in de lucht die kleiner zijn dan 0,1 micrometer, oftewel (0,00001 centimeter). Ieder deeltje is dus 100.000 keer kleiner dan een centimeter en met het blote oog absoluut niet te zien.
Doordat ultrafijn stof zo klein is, ruimt het lichaam het minder snel op dan grotere deeltjes, zoals fijnstof. Het gevolg is dat het langer in de longen achterblijft na het inademen. Door de kleine omvang kan het deeltje ook makkelijker via de longen in het bloed belanden en andere organen bereiken. Volgens het RIVM is ultrafijn stof daardoor mogelijk schadelijker voor de gezondheid dan fijnstof.
Wetenschappelijk onderzoek laat zien dat blootstelling aan ultrafijn stof bij mensen kan leiden tot ontstekingen in de longen en effecten op het functioneren van hart en bloedvaten. Als de concentratie ultrafijn stof hoog is, klonteren de deeltjes in de lucht samen tot fijnstof.