Las partículas finas (PM) son un contaminante común, y su riesgo para la salud ha atraído mucha atención. Los estudios han demostrado que la exposición a PM está asociada con enfermedades hepáticas. La composición de PM es compleja, y sus efectos hepatotóxicos y el proceso de metabolismo lipídico no se comprenden bien. En este estudio, detectamos las concentraciones de PM y sus componentes (metales y hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs)) en invierno en Taiyuan, provincia de Shanxi, China, desde 2017 hasta 2020 y luego evaluamos los riesgos para la salud. También investigamos los efectos de diferentes componentes (partículas enteras (WP), partículas solubles en agua (WSP), partículas orgánicas (OP)) de PM sobre la citotoxicidad y el metabolismo lipídico en la línea celular hepática humana (HepG2) después de 24 horas de tratamiento. Se midieron los cambios en los índices de citotoxicidad (LDH, IL-6, especies reactivas de oxígeno (ROS)) y lípidos (triglicéridos (TG), ácidos grasos libres (FFA)) después de 24 horas. La expresión de ARNm de factores relacionados con el metabolismo lipídico (SREBP1, CD36, MTTP) se determinó mediante RT-qPCR cuantitativa en tiempo real. Finalmente, se analizó la correlación entre metales y PAHs con mayor contenido de PM en 4 años y biomarcadores. Los resultados mostraron que: (1) La contaminación por PM fue severa en Taiyuan durante el invierno de 2017 y los cuatro años siguientes. Los resultados del cálculo del factor de enriquecimiento de metales (EF) y la relación característica de PAHs de PM mostraron que las fuentes de contaminación por PM diferían en diferentes años. (2) La exposición a metales y PAHs en PM no causó un riesgo no carcinogénico. Los metales no presentaron riesgo de cáncer, mientras que los PAHs inhalados en PM en 2017 y 2018 tenían un riesgo potencial de cáncer. La contaminación atmosférica por PM en Taiyuan ha tenido una tendencia a la baja, pero los PAHs en el PM de 2017-18, cuando la contaminación es relativamente grave, tienen un riesgo carcinogénico potencial. (3) WP, OP y WSP inhibieron la tasa de supervivencia celular de 2017 a 2020, y OP tuvo una mayor citotoxicidad a la misma concentración. (4) WP, OP y WSP aumentaron los niveles de LDH, IL-6, TNF-alfa, ROS, MDA, TG y FFA, e inhibieron la actividad de SOD en una relación dosis-efecto. Los componentes orgánicos en PM son más tóxicos para las células HepG2 y afectan la expresión de factores relacionados con el metabolismo lipídico a nivel transcripcional. (5) Las expresiones de ARNm de factores relacionados con la síntesis, captación, oxidación y salida de lípidos se regulaban al alza después del tratamiento con PM y sus componentes, sugiriendo un trastorno del metabolismo lipídico. (6) Los biomarcadores estaban asociados con ciertos metales (Zn, Pb, Cu y Cr) y PAHs en PM. Esto sugiere que PM y la materia orgánica unida a PM causaron citotoxicidad en HepG2 y afectaron el metabolismo lipídico.