Quasi tutte le sostanze hanno ripercussioni negative sull'organismo umano, perfino l'acqua, se assunta in quantità eccessive (intossicazione da acqua). Il problema è individuare dei criteri in grado di permettere la redazione di una scala di tossicità delle sostanze. Da un punto di vista tossicologico la cosiddetta tossicità di una sostanza è una caratteristica:

- qualitativa, in quanto l'azione tossica dipende dall'interazione della struttura molecolare con le molecole biologiche. In altre parole, si considera la caratteristica specifica di una sostanza, dovuta alla sua capacità di indurre lesioni anatomiche o funzionali, dipendente dalla sua struttura chimica e dalle sue proprietà fisiche;

- quantitativa, in quanto l'azione tossica si manifesta solo quando si superano determinati livelli di concentrazione nell'ambiente o in alcuni organi dell'organismo a causa di accidentale ingestione o respirazione o ancora per contatto prolungato e continuato.

Ad esempio, il monossido di carbonio CO è un gas tossico oltre che estremamente infiammabile. La sua molecola si lega ai globuli rossi (carbossiemoglobina) più strettamente dell'ossigeno, bloccando la funzione di trasporto di ossigeno da parte dei globuli rossi colpiti. Questo è l'aspetto qualitativo. Dopodiché dieci molecole di CO nel sangue non danno effetti, ma un ambiente saturo di questo gas sì: porta alla morte.

Nel contesto della tossicologia due parametri fondamentali sono:
- l'esposizione, cioè la quantità di sostanza disponibile ad entrare nell'organismo;
- la dose ovvero la quantità di sostanza che effettivamente entra nell'organismo.

La quantificazione del potenziale tossico di un inquinante per l'ambiente (per i sistemi acquatici in particolare, dal momento che l'acqua è spesso il veicolo dell'inquinante) o sull'uomo è un'operazione essenziale nel processo di valutazione del rischio conseguente alla sua immissione nell'ambiente e del contatto con gli esseri viventi, uomo incluso. Il problema è complesso, per il semplice fatto che la probabilità quindi di avere un effetto lesivo ovvero il rischio dipende dai seguenti fattori:
- tossicità della sostanza
- concentrazione
- modalità di esposizione
- caratteristiche del soggetto esposto
- presenza di altri fattori ambientali