戴奧辛類化合物中，被認為毒性最強的是2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin （以下稱TCDD），因此大部分的動物實驗研究皆使用TCDD做為檢測戴奧辛類化合物毒性的標準，其餘的戴奧辛類化合物對人類的影響則尚待確認。 戴奧辛類化合物具有脂溶性，因此容易進行生物累積作用。以TCDD為例，對哺乳類動物的研究指出雖然存在致死劑量，但不同物種之間可忍受的劑量差異頗大。另外，TCDD雖不具有直接的致突變性與基因毒性，但是卻可能透過間接的生理途徑而致癌。由於尚未出現人類因戴奧辛類化合物急性致死的案例，因此推斷人類接觸的戴奧辛濃度相對來說為較低劑量，但仍有可能經由生物累積而出現慢性症狀。這種情況下，經由動物實驗與臨床病例推論出的TCDD對人類的健康風險主要有:

• 氯痤瘡。這是目前唯一可確認且有臨床病例的、人體積存高濃度的戴奧辛而引發的現象。 癌症。動物實驗顯示TCDD對某些種動物具有高度致癌性，但是要超過某一門檻劑量才會發生。對人類的致癌性目前尚在研究中，不過在ICMESA事故後的臨床案例顯示高濃度TCDD可能會稍稍增加多發性骨髓瘤與白血病的發生機率
• 其他在動物實驗中出現的生理症狀包括免疫功能下降、腎功能下降、牙齒發育受阻等等。其中牙齒發育的問題也在ICMESA事故中出現病例^]。另外根據ICMESA事故的研究，TCDD尚可能與糖尿病、子宮內膜異位、內分泌失調等有關。