镉不是人体所必需的元素。新生儿含镉约1微克。在从事无镉职业的情况下，50岁左右体重70公斤的男子全身蓄积的镉量约30毫克，即为新生儿的30000倍。1979年日本地方卫生研究所协议会对1000人进行测定的结果表明，日本人血中镉含量平均为3ppb左右，血中镉含量与性别无关。

镉是通过食物、水、空气、吸烟等经由消化道和呼吸道进入人体的，液体中的镉还可通过皮肤进入人体。

人主要通过消化道摄入环境中的镉，吸收率为5%左右。职业中毒主要通过呼吸道吸入镉所造成，吸收率高达20—40%。成人每天从食物中摄入镉20—50微克。每吸烟20支就会摄入镉15微克。侧流烟气中的镉含量比主流烟气中的高，因此吸烟者近旁的人处在浓度更高的含镉烟气中。用硫化镉和硒化镉制成的耐热的黄色和红色颜料，对使用者有潜在的毒害作用。

此外，小儿吞咽印刷品也可摄入油墨中的镉。镉在人体中的生物半衰期很长，达10—25年，所以会在体内积累。

进入人体的镉，在体内形成镉硫蛋白，通过血液到达全身，并有选择性地蓄积于肾、肝中。肾脏可蓄积吸收量的1/3，是镉中毒的靶器官。此外，在脾、胰、甲状腺、睾丸和毛发也有一定的蓄积。

镉的排泄途径主要通过粪便，也有少量从尿中排出。在正常人的血中，镉含量很低，接触镉后会升高，但停止接触后可迅速恢复正常。镉与含羟基、氨基、巯基的蛋白质分子结合，能使许多酶系统受到抑制，从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能。

镉还会损伤肾小管，使人出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等症状，并使尿钙和尿酸的排出量增加。肾功能不全又会影响维生素D3的活性，使骨骼的生长代谢受阻碍，从而造成骨骼疏松、萎缩、变形等。慢性镉中毒主要影响肾脏，最典型的例子是日本着名的骨痛病。

慢性镉中毒还可引起贫血。急性镉中毒，大多是由于在生产环境中一次吸入或摄入大量镉化物引起。大剂量的镉是一种强的局部刺激剂。含镉气体通过呼吸道会引起呼吸道刺激症状，如出现肺炎、肺水肿、呼吸困难等。镉从消化道进入人体，则会出现呕吐、胃肠痉挛、腹疼、腹泻等症状，甚至可因肝肾综合症死亡。

从动物实验和人群的流行病学调查中发现，镉还可使温血动物和人的染色体发生畸变。镉的致畸作用和致癌作用（主要致前列腺癌），也经动物实验得到证实，但尚未得到人群流行病学调查材料的证实。