效应（effect）是指一定剂量化学物质与机体接触后所引起的生物学麦化，如蛋白质浓度、体重、免疫功能、酶活性的变化等。此类变化大多数可以用计量单位表示。

依据生物体的功能层次，可以将化学物质对生物机体的直接毒性效应大致区分为致死效应、生长效应、生殖效应、形态结构效应、行为效应和致突变效应。当然，化学物质对机体的毒性效应往往是综合的。同一种化学物质在作用于机体时，可以产生多种毒性效应。不同类型的毒性效应可能同时发生，也可能相继发生。

响应（response)是指一定剂量化学物质与机体接触后，呈现某种效应并达到一定程度的比率，或产生效应的个体数在某一群体中所占的比例。一般以百分率或比值表示，如死亡率、发病率、反应率、肿瘤发生率等。

毒物对生物的毒性效应差异很大，这些差异包括能观察到的毒性发作的最低水平，有机体对毒物小增量的敏感度，对大多数生物体发生最终效应（特别是死亡）的水平等。生物体内的一些重要物质，如营养性的矿物质过高或过低都可能有害。以上提到的因素可以用剂量一效应关系来描述，该关系是毒物学最重要的概念之一。

用相同的方式把某一毒物给同一群实验动物投入不同剂量，用累计死亡的百分数对剂量的常用对数作图，就能得到剂量一效应曲线。效应是暴露某种毒物对有机体的反应。为了定义剂量一效应关系式，需要指定一种特别的效应，如生物体的死亡，还要指定效应被观察的条件，如承受剂量的时间长度。定义为LD50，称为半数致死剂量。试验生物体死亡5％和95％的估计剂量，通过在曲线上分别读5%(LD5）和95%(LD50）死亡的剂量水平得到。

根据一个平均大小的人致命剂量，尝试剧毒物质是致命的。而对于毒性很大的物质，一点毒物的量也许有相同的作用。然而，毒性小的物质也许需要很多才能达到相同的效果。当两种物质存在实质性的LD50差异，就说具有较低LD50的物质毒性更大。这样的比较必须假定进行比较的两种物质的剂量一效应曲线具有相似的斜率。到现在为止，毒性被描述为极端作用，即有机体的死亡。但是，大多数情况下，较低的毒害作用表现得更为明显。一种种毒物的剂量一效应能被建立，通过逐渐加大剂量，从无作用到有作用、有害，甚至致死量的水平。若该曲线的斜率低则表明该毒物具有较宽的有效剂量范围。