다이옥신은 급성독으로서 '지구상에서 가장 강한 독성' '청산가리의 천 배 이상의 독성'이라 일컬어지고 있다. 미량이라 해도 장기간 섭취하면 암이나 기형을 일으킨다. 발암성에 대해, 미국 환경보호청은 '발암성 물질 중 가장 강력한 것'이라고 규정하였으며, 간장암이나 폐암을 일으키는 것으로 알려졌다. 신생아 기형의 원인인 최기형성에 대해서는 베트남의 고엽제에 의한 후유증이 그 대표적인 예이다. 베트남의 다이옥신 오염 지역에서는 중증의 선천 이상 발생율이 3%로, 높은 수치로 나타나고 있다. 다이옥신은 염소의 수와 염소가 붙는 장소에 의해 독성이 달라진다. 가장 독성이 강한 2,3,7,8-TCDD의 독성을 1로 하고 다른 다이옥신의 독성을 이것과 비교 환산하여 계수를 내 평가하는 방법이 있다. 예를 들어, 미국 환경보호청의 환산에 의다이용접 하면 1,2,3,7,8-오염화 다이옥신은 0.5배, 2,3,7,8-사염화 디벤조프란은 0.1배 등으로 나온다. 이렇게 환산한 독성의 다이옥신 전체의 합계량을 '2,3,7,8-TCDD 독성 등가물량' 그리고 농도의 경우는 '2,3,7,8-TCDD 독성 등가농도'라 한다. 각국의 다이옥신 규제치는 이 등가물량 및 등가농도로 정해져 있다. 미국에서는 2,3,7,8-TCDD 등가물량(pg/kg/day)으로 1백만 명에 한 명 꼴의 발암 위험도로 0.07을 설정하였다. WHO(세계보건기구)의 1일 허용섭취량은 1～10이다. 일본에서는 <쓰레기 소각에 관한 평가지침>을 백으로 정하였다. 여기에서 pg(피코 그램)란 1조 분의 1백g 단위로, pg/kg·day란 인간이 하루에 체중 1 kg당 섭취할 수 있는 다이옥신의 등가물량(pg)이다.