La contaminación del aire está influenciada por una combinación de emisiones de contaminantes y condiciones meteorológicas. Las emisiones antropogénicas y las condiciones meteorológicas son las dos principales causas de la contaminación atmosférica, y la contribución de la meteorología y las emisiones a la reducción de las concentraciones de PM en todo el país aún no se ha examinado de manera integral. Este estudio utilizó el filtro Kolmogorov-Zurbenko (KZ) y el modelo de bosque aleatorio (RF) para descomponer y reconstruir series temporales de PM en cinco importantes aglomeraciones urbanas en China, analizando el impacto de los factores meteorológicos en las concentraciones de PM. Desde 2015 hasta 2021, las concentraciones de PM disminuyeron significativamente en todas las aglomeraciones urbanas, con promedios anuales cayendo aproximadamente un 50% en Beijing-Tianjin-Hebei (BTH), Delta del Río Yangtsé (YRD), Delta del Río Perla (PRD), Llanura Central (CP) y Chengdu-Chongqing (CC). Esta reducción se debió tanto a condiciones meteorológicas favorables como a reducciones en las emisiones. El filtro KZ separó eficazmente las series temporales de PM, y el modelo RF logró altos valores del coeficiente de correlación cuadrado entre los valores predichos y observados, que oscilaron entre 0.94 y 0.98. Inicialmente, los factores meteorológicos tuvieron una contribución positiva a la reducción de PM, indicando condiciones desfavorables, pero esto se volvió gradualmente negativo, indicando condiciones favorables. Para 2021, las tasas de contribución meteorológica a la reducción de PM en BTH, YRD, PRD, CP y CC cambiaron del 14.3%, 16.9%, 7.2%, 12.2% y 11.5% a -36.5%, -31.5%, -26.9%, -30.3% y -23.5%, respectivamente. La temperatura y la presión atmosférica tuvieron los efectos más significativos en las concentraciones de PM. La notable disminución en las concentraciones de PM en BTH y CP después de 2017 indicó que las medidas de control de emisiones estaban comenzando a tener efecto. Este estudio confirma que las medidas efectivas de control de la contaminación, combinadas con condiciones meteorológicas favorables, contribuyeron conjuntamente a la mejora de la calidad del aire.