La desorción térmica (TD) acoplada a la cromatografía de gases/espectrometría de masas (TD-GC/MS) es una alternativa sencilla que supera los principales inconvenientes del método basado en la extracción con disolventes: largos tiempos de extracción, elevada manipulación de las muestras y grandes cantidades de residuos de disolventes. Este trabajo describe la optimización del TD-GC/MS para la medición de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) en fase particulada en el aire. El rendimiento del método se probó con polvo urbano del Material de Referencia Estándar (SRM) 1649b y se comparó con el método convencional (extracción Soxhlet-GC/MS), mostrando una mejor recuperación (media del 97%), precisión (media del 12%) y exactitud (±25%) para la determinación de 14 HAPs EPA. Además, se identificaron y cuantificaron otros 15 HAP no prioritarios utilizando sus factores de respuesta relativa (FRR). Finalmente, el método propuesto se aplicó con éxito para la cuantificación de HAPs en muestras reales de 8 h (PM10), demostrando su capacidad para la determinación de estos compuestos en la monitorización a corto plazo.