L'obiettivo a cui si tende nel misurare la tossicità di una sostanza è l'individuazione della concentrazione (quantità biodisponibile) o della dose (quantità che penetra nell'organismo), alle quali il composto tossico è capace di produrre uno o più effetti (in genere la morte, ma non sempre) su una porzione significativa (mediamente il 50%) degli organismi di riferimento (ratti, conigli, ecc.) tenuti in condizioni controllate (concentrazione del composto tossico e durata dell'esposizione).

Gli effetti possono essere acuti o cronici, reversibili o irreversibili e vengono comunque divisi in due categorie fondamentali:

- effetti proporzionali alla dose assorbita. Per essi si può affermare che l'intensità dell'effetto lesivo è proporzionale alla dose ovvero alla quantità di sostanza tossica assorbita dall'organismo in un certo tempo;

- effetti non proporzionali, in genere irreversibili. Tra gli effetti irreversibili sono da evidenziare quelli cancerogeni, mutageni e teratogeni. Per tali sostanze è bene precisare che a rigore non esiste una soglia minima certamente sicura e senza effetti.

In tutti i casi di effetti proporzionali alla dose assorbita la nozione di dose-risposta (effetto lesivo) è un indispensabile riferimento. Tuttavia è bene precisare che gli indici sono di norma determinati mediante cavie. Quindi occorre sapere quali specie sono state utilizzate e la via di somministrazione. Inoltre è molto importante conoscere le vie di assorbimento delle sostanze tossiche, il metabolismo e l'escrezione delle stesse. Ad esempio, nel caso di esposizioni industriali (tipica esposizione intermittente - otto ore su ventiquattro), le sostanze tossiche possono essere eliminate dopo ogni esposizione o accumularsi nell'organismo progressivamente. Questo per dire che molte sono le variabili che possono influenzare la tossicità. Nella tabella che segue se ne citano alcune.