慢性毒作用是指环境污染物在动物生命周期的大部分时间内或整个生命周期内持续作用于机体所引起的损害。其特点是剂量较低和时间较长，而且引起的损害出现缓慢、细微、易呈现耐受性，并有可能通过遗传过程贻害后代。对寿命为3年左右的啮齿类动物，慢性毒作用过程一般需经3～6个月的时间。这种毒性作用，一般是用低于急性或亚急性中毒试验所获得的中毒阈剂量的环境污染物反复作用于机体，使吸收污染物的速度超过体内消除污染物的速度并逐渐累积至中毒的阈剂量。可能是由于机体对环境污染物所造成的损害缺乏修复能力或修复速度过慢，结果成为一种不可逆损害。因此，慢性毒作用既是环境污染物本身在体内逐渐蓄积的结果，又是污染物引起机体损害逐渐积累的结果。由甲基汞引起的水俣病和由镉引起的痛痛病便是环境污染物慢性毒作用的两个例子。