A toxicidade de uma substância não depende apenas da qualidade dessa substância mas também da quantidade introduzida no organismo, chamadas “doses tóxicas”. Para estudar os efeitos das doses tóxicas, não se usam Humanos por questões de bioética mas utilizam-se outros animais, geralmente ratinhos de laboratório. Em laboratório usa-se o conceito de dose letal média DL₅₀, definida como a dose de uma substância que mata 50% de uma população testada. A dose letal é normalmente expressa em mg de substância tóxica por kg de massa corporal. Quanto menor for a dose letal de uma substância, maior será a sua toxicidade.

Por exemplo, o cianeto de hidrogénio é um gás muito venenoso. Estima-se que a DL₅₀ de cianeto de hidrogénio, para o ser humano, seja 100 mg/kg por absorção cutânea. Isto significa isto que um indivíduo com 70 kg, que absorva 70 x 100 = 7000 mg de uma só vez, tem 50% de probabilidade de morrer.

Diferentes espécies reagem de forma distinta a substâncias, sendo que algumas substâncias que são tóxicas para umas espécies são quase inofensivas para outras. Por exemplo, o veneno de uma cobra cascavel é mortal para a presa mas não para a própria cobra. Por outro lado, diferentes espécies e dentro da mesma espécie, diferentes indivíduos, apresentam tolerâncias distintas às substâncias tóxicas.