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인간이 만든 모든 물질 중에서 가장 독성이 높은 것 중의 하나이다.

흔히 다이옥신이란 말은 다이옥신들 중의 하나인 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-다이옥신과 동의어로 사용된다. 다이옥신(전문적으로 말하면 디벤조-p-다이옥신)의 구조는 2개의 벤젠 고리가 1쌍의 산소원자로 연결되어 있다. 고리를 이루는 탄소원자 가운데 산소와 연결되어 있지 않은 8개의 탄소원자는 수소 혹은 다른 원소의 원자와 결합할 수 있다. 관례상 이들 탄소의 위치는 1~4번, 6~9번으로 나타낸다.

가장 관심을 갖는 다이옥신은 이들 위치에 염소원자를 갖고 있는 것들이다. 하나 이상의 염소원자를 첨가하면 이론상으로는 75개의 가능한 이성질체를 만들 수 있다. 디벤조-p-다이옥신(TCDD)에는 22개의 가능한 이성질체가 있다. 가장 독성이 강한 다이옥신은 이 부류에 속하는 것으로 2, 3, 7, 8 위치에 염소원자를 갖고 있는 것이다.

이 이성질체(2,3,7,8-TCDD)는 화학적으로 매우 안정하며, 물이나 대부분의 유기화합물에 녹지 않고 기름에만 녹는다. 토양 속에 있는 다이옥신이 빗물에 의해서도 묽어지지 않고 인체에 흡수되면 지방조직에 빠르게 들어가는 것은 이런 성질들이 복합되어 있기 때문이다(이성질).

유용한 용도로는 쓰이는 바가 전혀 없지만 2,4,5-트리클로로페놀 및 다른 유용한 화합물들을 합성할 때 불필요한 부산물로 만들어진다.

예를 들면 2,4,5-트리클로로페놀 합성을 위한 반응물들의 혼합물이 180℃를 넘으면 발열반응이 일어나 약간의 다이옥신이 만들어진다. 사실 수많은 다이옥신 누출사고는 과열이나 폭발반응에 그 원인이 있다. 이런 종류의 커다란 사고가 1976년 이탈리아의 세베소에서 일어나 700명의 거주자들이 피난했으며, 많은 동·식물들이 죽고 오염되었다. 2,4,5-트리클로로페놀 시약은 제초제인 실벡스와 2,4,5-T(2,4,5-트리클로로페녹시아세트산)를 만드는 원료로 쓰인다.

2,4,5-T는 고엽제인 에이전트 오렌지의 주성분으로 미군이 베트남에서 사용했고, 미국에서는 철도·고속도로·송전선 주변 및 숲지역의 잡초를 죽이기 위해서도 쓰였다. 2,4,5-트리클로로페놀은 전에 탈취제와 비누에 사용되던 항균제인 헥사클로로펜을 만드는 데 이용된다(에이전트 오렌지).

독성은 0.000005ppm 정도의 농도로도 몇몇 종의 포유류와 물고기의 갓 태어난 새끼들을 죽일 수 있을 정도이다.

0.05㎎ 미만의 다이옥신으로도 쥐를 죽일 수 있다. 직접적인 접촉에 의해 피부를 통하거나, 먼지·연기·증기 등을 들여마셔 폐를 통하거나, 구강을 통해 주로 흡수되는데 이들 경로 중 어디로 들어가든 전신에 해를 미친다. 독성에 대해 지금도 연구중이지만 만성 피부질환, 근육 기능장애, 여러 가지 신체의 염증, 각종 암, 발기부전, 기형아, 유전자 돌연변이, 신경계 질환 등을 일으킬 수 있다고 알려져 있다.

다이옥신을 포함하고 있는 화학폐기물을 잘못 처리하면 가옥·토지 및 전사회공동체가 오염된다는 인식이 높아지고 있다.

1971년 미국 미주리 주 동부에서는 먼지를 막기 위해 여러 경마장에 폐유(廢油)를 뿌린 일이 있었다. 몇 주가 지나지 않아 경마장 안과 그 부근에서 수많은 설치류·곤충·개·고양이·새 들이 죽어 있는 것이 발견되었다. 경마장 내에 서 있거나 달리는 말들 중 80마리 이상이 병에 걸렸고, 16개월 이내에 대부분이 여러 기관에 동시에 병을 유발하여 마비증상 및 심한 쇠약현상을 일으켰으며, 심지어 죽기까지 했다.

성인들과 아이들도 이 폐기물의 영향을 받은 것 같았다. 결국 그 기름이 문제를 일으켰다는 사실이 밝혀져서 경마장의 수십㎝의 표토를 제거했다. 그제서야 다이옥신이 독성물질로 인식되었다. 어떤 경마장은 다이옥신의 농도가 33ppm을 기록하기도 했다. 그때 경마장에서 파낸 흙의 일부는 미주리 주의 다른 지역에서 집을 짓기 위한 매립용으로 사용되었으며, 이밖에도 다이옥신을 포함한 기름이 미주리 주의 타임스비치에 있는 먼지가 자욱한 길이나 다른 여러 지역에 뿌려져, 급기야는 사회 전체 구성원들이 영원히 그곳으로부터 퇴거하게 되었다.