C'est un travail lent et difficile pour plusieurs raisons : Le nombre des toxiques est élevé et la chimie et les nanotechnologies produisent un grand nombre de nouvelles molécules. Il est difficile d'évaluer ou mettre en évidence des effets à long terme, surtout s'ils sont synergiques, pour les produits chimiques ou agents biologiques, et pour leurs produits de dégradation et métabolites. Le nombre de produits chimiques diffusés dans la biosphère et les produits commercialisés et secondairement dans les chaines alimentaires a fortement augmenté depuis 200 ans dans un contexte mondialisé qui ne permet pas aujourd'hui de tracer toutes les molécules toxiques.
Dans l'UE, le règlement européen Reach impose aux industriels une évaluation des impacts des produits les plus utilisés. En France à titre d'exemple, l'INRS avait, mi-2007, analysé 380 produits chimiques pour leurs aspects cancérigènes, mutagènes ou reprotoxiques (CMR).
Pour des raisons scientifiques, on cherche à mesurer et quantifier, pour une dose donnée ou une gradation de dose, la nature et les effets des intoxications - quelles que soient leur origine - généralement par deux paramètres :
Les mesures de toxicité d'un produit (ou d'un mélange )peuvent alors se faire en « équivalent-toxique ».
La toxicité est évaluée expérimentalement chez l'animal par la détermination de la Dose Létale 50 (DL50)
pour un grand nombre de toxiques, ceci aboutit à des seuils : L'intoxication dépend souvent d' « effet de seuils », le toxicologue se réfère donc à de nombreuses références qui sont des seuils, normes ou doses tolérables ou admissibles, dont par exemple :
Notion de « Dose » : La dose mortelle peut être faible (le millionième de gramme pour la toxine botulique ou le plutonium, respectivement à court terme, ou à moyen ou long terme). Certains produits n'ont un effet toxique que chez des individus génétiquement prédisposés, ou exposés à un effet synergique avec une autre molécule ou affection.
Limites de cette approche : Ces seuils sont calculés pour des toxiques pris individuellement, et non pour des cocktails de polluants qui peuvent agir en synergie (positive ou négative) ou avec des effets de potentialisation.
De plus il existe aussi des niveaux de sensibilités liés au patrimoine génétique, à l'état général de santé, à l'histoire immunitaire, et également à l'âge (le fœtus et l'embryon, ou le jeune enfant sont beaucoup plus sensibles aux toxiques que les adultes) ou au moment de l'intoxication (certains produits n'auront une action toxique que sur l'embryon in utero par exemple, ou sur le têtard, mais non chez la grenouille).
Le toxicologue doit donc tenir compte de paramètres pharmacocinétiques et d'interactions métaboliques très complexes.