劑量－反應關係 環境污染物對人體危害的程度，主要取決於污染物進入人體的劑量。機體毒性反應強弱和環境污染物的毒性大小又有密切關係。人們通常交替地運用效應和反應來說明個體或群體對一定劑量的有毒物質的反應。現代一些毒理學家提出：把引起個體生物學的變化，如條件反射、非條件反射、腦電、心電、血象、免疫功能、酶活性的變化以及各種中毒症狀和死亡的出現等稱為效應；把引起群體的變化，如對實驗動物的腫瘤或其他病症的發生率、死亡率等變化等稱為反應。環境污染物進入機體的劑量，一般用機體的吸收量來表示，單位常用每公斤體重的毫克數表示。吸收量不同於攝入量。攝入量是經呼吸道、消化道或皮膚進入機體的環境污染物的數量；吸收量是進入機體的污染物通過細胞膜進入血液的數量。污染物對機體所起的毒作用主要取決於機體對污染物的吸收量。
大多數的劑量-反應關係曲線呈S形，劑量開始增加時，反應變化不明顯,隨著劑量的繼續增加,反應趨於明顯，到一定程度後，反應變化又不明顯。如將反應率換算成機率單位，劑量換算成對數值,劑量-反應關係曲線即成直線。此外,有少數的劑量-反應關係表現為直線或拋物線。具有明顯劑量-反應關係的污染物,易於定量評定它們的毒性。有的效應只在易感人群中才表現出來；有的效應往往超過了醫學檢查的正常值，但機體具有代償能力；嚴重的效應可引起病理變化。凡超過正常生理範圍的效應，均對機體顯示出損害作用。有的效應只能用發生或不發生來表示，如死亡和腫瘤的發生或不發生。對機體產生不良或有害生物學變化的最小劑量稱為閾劑量。低於閾劑量，沒有觀察到對機體產生不良效應的最大劑量稱為無作用劑量。閾劑量或無作用劑量是制定衛生標準和環境質量標準的主要依據。
環境致癌物的閾劑量是有待解決的重要課題。如石棉與間皮瘤（見石棉污染與癌）、氯乙烯污染與肝血管肉瘤、聯苯胺與膀胱癌等之間的關係，在人群中均明顯呈現劑量-反應的關係;在體內不經代謝活化的化學致癌物烷化劑，也完全和輻射一樣，致癌作用和劑量呈直線關係；但大多數化學致癌物在體內要經過代謝活化後才具有致癌作用。靶劑量和閾劑量的研究，可為制定標準提供科學依據。例如，美國在發現吸入250ppm氯乙烯可以誘發大鼠肝血管肉瘤以後,將車間工人8小時接觸氯乙烯的容許標準定為1ppm；蘇聯學者發現大鼠氣管內注入苯並(a)芘不致癌的總劑量為 0.02毫克，根據這一事實，有人建議將車間空氣中苯並 (a)芘的最高容許濃度定為每100立方米 14微克，居住區大氣最高容許濃度定為每100立方米0.1微克。
對一些效應與時間因素有關的環境污染物，存在著劑量(濃度)和時間綜合與效應的關係，如一氧化碳(CO)對碳氧血紅蛋白的影響有人用公式表示為：
式中CO為接觸CO濃度(PPM)；為接觸時間（分鐘）。用數學方法研究劑量、時間和致癌作用以及其他效應關係的工作仍在繼續發展中。
