二噁英是一類具有極高毒性的有機化合物，它們具有不可逆轉的致癌、致畸和致突變作用。二噁英的毒性非常強，其毒性遠超過氰化物和砒霜，其中2,3,7,8-四氯代二苯並-對二噁英（2,3,7,8-TCDD）是毒性最強的二噁英同系物，被譽為「世紀之毒」。
二噁英的毒性與它們結構中的氯原子取代數量和位置有關，含有1-3個氯原子的二噁英通常被認為是無明顯毒性的，而含有4-8個氯原子的二噁英則具有毒性，尤其是2,3,7,8-四氯代二苯並-對二噁英。
二噁英的毒性作用包括對免疫系統、生殖系統、內分泌系統、中樞神經系統等身體各個組織器官的損害，可能引起噁心、嘔吐、頭暈、頭痛、皮膚損害、肝功能和腎功能損害等症狀。長期低劑量暴露還可能導致生殖毒性、免疫毒性、胎兒生長發育障礙、胎兒畸形、自閉症等。
二噁英主要來源於化工產品副產物和有機質的不完全燃燒，例如製造農藥和焚燒垃圾等過程中會產生二噁英。由於二噁英具有很高的潛在毒性，需要採取措施減少與環境中二噁英的接觸。