物質(zhì)的毒性， 與其理化性質(zhì)有很大關(guān)系。而物質(zhì)的理化性質(zhì)是由化學(xué)結(jié)構(gòu)決定的。所以化學(xué)結(jié)構(gòu)是物質(zhì)毒性的決定因素?；瘜W(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和毒性之間的嚴(yán)格關(guān)系， 目前還沒(méi)有完整的規(guī)律可言。但是對(duì)于部分化合物， 卻存在一些類(lèi)似于規(guī)律性的關(guān)系。

　　在有機(jī)化合物中， 碳鏈的長(zhǎng)度對(duì)毒性有很大影響。飽和脂肪烴類(lèi)對(duì)有機(jī)體的麻醉作用隨分子中碳原子數(shù)的增加而增強(qiáng)， 如戊烷 < 己烷 < 庚烷等。對(duì)于醇類(lèi)的毒性， 高級(jí)醇、戊醇、丁醇大于丙醇、乙醇， 但甲醇是例外。在碳鏈中若以支鏈取代直鏈， 則毒性減弱。如異庚烷的麻醉作用比正庚烷小一些， 2-丙醇的毒性比正丙醇小一些。如果碳鏈?zhǔn)孜蚕噙B成環(huán)， 則毒性增加， 如環(huán)己烷的毒性大于正己烷。

　　物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的飽和程度對(duì)其生物活性影響很大。不飽和程度越高， 毒性就越大。例如， 二碳烴類(lèi)的麻醉毒性隨不飽和程度的增加而增大， 乙炔 > 乙烯 > 乙烷。丙烯醛和 2-丁烯醛對(duì)結(jié)膜的刺激性分別大于丙醛和丁醛。環(huán)己二烯的毒性大于環(huán)己烯， 環(huán)己烯的毒性又大于環(huán)己烷。

　　分子結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和幾何異構(gòu)對(duì)毒性都有一定的影響。一般認(rèn)為， 對(duì)稱程度越高， 毒性越大。如 1， 2-二氯甲醚的毒性大于 1， 1-二氯甲醚， 1， 2-二氯乙烷的毒性大于 1 ， 1-二氯乙烷。

　　芳香族苯環(huán)上的三種異構(gòu)體的毒性次序， 一般是對(duì)位 > 間位 > 鄰位。例如， 硝基酚、氯酚、甲苯胺、硝基甲苯、硝基苯胺等的異構(gòu)體均有此特點(diǎn)。但也有例外， 如鄰硝基苯甲醛、鄰羥基苯甲醛的毒性都大于其對(duì)位異構(gòu)體。對(duì)于幾何異構(gòu)體的毒性， 一般認(rèn)為順式異構(gòu)體的毒性大于反式異構(gòu)體。如順丁烯二酸的毒性大于反丁烯二酸。

　　有機(jī)化合物的氫取代基團(tuán)對(duì)毒性有顯著影響。脂肪烴中以鹵素原子取代氫原子， 芳香烴中以氨基或硝基取代氫原子， 苯胺中以氧、硫、羥基取代氫原子， 毒性都明顯增加。如氟代烯烴、氯代烯烴的毒性都大于相應(yīng)的烯烴， 而四氯化碳的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于甲烷， 等等。

　　在芳香烴中， 苯環(huán)上的氫原子若被甲基或乙基取代， 全身毒性減弱， 而對(duì)黏膜的刺激性增加; 若被氨基或硝基取代， 則有明顯形成高鐵血紅蛋白的作用。苯乙烯的氯代衍生物的毒性試驗(yàn)指出， 其毒性隨氯原子所取代的氫原子數(shù)的增加而增加。具有強(qiáng)酸根、氫氰酸根的化合物毒性較大。芳香烴衍生物的毒性大于相同碳原子數(shù)的脂肪烴衍生物。而醇、酯、醛類(lèi)化合物的局部刺激作用則依序增加。