食品与空气、水、土壤等共同组成了人类生活的环境。人体正是从环境中摄取空气、水和食物，经过消化、吸收、合成，组成人体的细胞和组织的各种成分并产生能量，维持着生命活动。同时，又将体内不需要的代谢产物通过各种途径排入环境。食物链是人类同周围环境进行物质交换与能量传递的重要途径。食品的质量直接影响人体健康。
食品从作物栽培、收获、贮存、加工、运输、销售、烹调直至食用，经过的环节多、周期长，在此过程中有害于人体键康的化学毒物和病菌都有可能污染食品。按污染物的性质分类，食品污染可分两大类：一是生物性污染，即由致病微生物和寄生虫造成的污染；二是化学性污染，指有毒化学物质对食品污染。
汞、镉、铅、砷等元素的一些化合物对食品造成的污染主要渠道是农业上施用的农药和未经处理的工业废水、废渣的排放。
常用的砷酸铅、砷酸钙、亚砷酸钠、甲基汞等农药(若用量过大，或使用时间距收获期太近)会对粮食作物、蔬菜、瓜果造成直接污染。含有汞、镉化合物的工业废水直接排放到江、河、湖泊，造成水体污染，进而污染水生生物。用受到污染的水灌溉农田，引起土壤污染，必然又污染农作物。人们长期食用被污染的水、鱼、农作物，毒物能通过食物链而富集，在人体中积累而引起慢性中毒。1955年，日本山县出现一种怪病，开始病人腰、腿关节疼痛，几年后全身各部位都痛了起来，最后骨骼萎缩，自行骨折，这种病被人称为“痛痛病”。经调查发现，原来是日本一家金属矿业公司的一座炼锌厂的废水中含有大量镉的有毒化合物，使稻米和饮水被污染的缘故。水体中生长的鱼、贝类生物，对镉有一定的蓄积作用。例如我国沿海地区常见的海产品毛蚶对镉有很高的富集能力。大气中含铅粉尘、废气、受铅污染的水源、剥落的油漆都会直接或间接污染食品。例如一辆汽车向空气中排放的铅，其中有一半左右会降落在公路两侧30m以内的农田中，使作物受到污染；若在公路上晾晒粮食、油菜籽等，很容易造成铅的污染。
有机化合物农药，如乐果、DDT及敌敌畏等会引起对作物的直接污染。空气、水、土壤受到农药的污染后又会间接地造成食品的污染。为此，国家对不同的农药规定了其在作物上的限制使用日期。
环境中的农药可以通过人的皮肤、呼吸道和消化道进入人体。常见急性农药中毒事故大多数是由误食被农药严重污染的食品引起的。然而，人们可能常摄入的是一些被农药轻微污染的食物，因而更要警惕慢性农药中毒，尤其要谨防农药从口进入人体。
施用农药是为了防治病虫害，获取农业丰收，但使用不慎会污染环境，危害人体健康。科学使用农药措施主要有：①开发高效、低毒、低残毒或无公害的新农药，以取代或禁用剧毒、高残毒农药；②合理选择农药品种、选择适当的药液浓度和施药的方法，既提高药剂的杀虫效率，又做到最大限度地减少农药对环境的污染；③加强农药的管理，对农药施用人员进行专门训练，使他们掌握农药的理化性质、毒性程度、应用范围、施用方法以及安全防护等方面的基本知识；④推广综合防治病虫害的方法。除了化学农药以外，生物防治、物理防治、农业防治等措施也是防治农业病虫害的有效办法。因此，应用化学、物理、生物以及其他方法，进行联合或者交替使用，是一种生态学的综合防治方法，既有较理想的防治虫害的效果，又能减少或者防止对环境的污染，应加强深入研究和推广应用。
为提高食品的色、香、味和营养成分或满足工艺要求及延长食品保存期等的需要，有目的地在食品中添加一些人工合成的化学物质或天然物质，这些物质被称为食品添加剂。目前使用的食品添加剂大多数属于化学合成的添加剂。食品添加剂又可根据其用途的不同，分为发色剂、漂白剂、防腐剂、抗氧化剂、助鲜剂、稳定剂、增稠剂、乳化剂、膨松剂、保湿剂、食用色素以及为增加营养价值而添加的维生素及必需元素等等。目前食品添加剂已有近千种。
发色剂又叫呈色剂。为保持肉类的红色，即保持食物的鲜美外观，在加工时加入适量的化学物质，它与食品中的某些成分作用，使制品呈现良好的色泽。肉类腌制品中常用的发色剂是硝酸盐，它在细菌作用下能还原成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐在一定的酸性条件下生成亚硝酸。一般宰后成熟的肉因含乳酸，pH值约为5.6～5.8，在不加入酸的情况下，亚硝酸盐就可生成亚硝酸，其反应为
NaNO2 CH3CHOHCOOH(乳酸)→HNO2 CH3CHOHCOONa
亚硝酸(HNO2)很不稳定，即使在常温下也可生成亚硝基：
而生成的亚硝基(-NO)会很快与肉中呈现颜色(紫红色)的主要成分——还原性肌红蛋白(用Mb表示)——反应，生成鲜艳亮红色的亚硝基肌红蛋白(MbNO)。亚硝基肌红蛋白遇热后，放出巯基(—SH)，变成具有鲜红色的亚硝基血色原。反应中的亚硝基在空气中也可以被氧化成二氧化氮(NO2)，进而与水反应生成硝酸。此反应不仅使亚硝基被氧化，也抑制了亚硝基肌红蛋白的生成。而具有强氧化性的硝酸又使肌红蛋白中的铁离子由二价被氧化至三价，成为高铁肌红蛋白。
当人和动物食用了添加硝酸盐和亚硝酸盐的食品后，上述的反应均可能在人体和动物体内发生。若生成高铁肌红蛋白的反应发生在血液里，就会使血液中的血红蛋白转变成高铁血红蛋白，致使血红蛋白失去输氧能力，引起紫绀症。
另外，上述反应生成的亚硝酸还能与人体和动物内的蛋白质代谢的中间产物仲胺(如二甲基胺)合成亚硝胺：
在动物试验中，已证实亚硝胺是一类很强的致癌性物质，有的甚至可通过胎盘或乳汁影响下一代，只是不同种类的亚硝胺所产生的病变部位不尽相同。
由于上述原因，必须严格控制肉制食品中这两种盐的添加量。食品行业对肉品加工中两类盐的最大容许使用量以及不同肉类制成品中的残留量都有明确规定。
黄曲霉素是由一种名为黄曲霉生物体产生的一类毒素的总称，属生物性污染物质。这种霉菌的繁殖力较强，温度高和湿度大是这种霉菌的生长条件。在气温高而潮湿的季节里，特别是我国南方地区，在粮食、水果、饲料、木材以及生活用品上，经常发现长有白的、绿的、灰的、黑的各式各样的棉絮状、毛茸或粉末状的菌丝，就是霉菌在作祟，人们常称之为“发霉”现象。
黄曲霉菌及其毒素对食品的污染可分为对植物性食品和动物性食品污染两种情况。在各类植物性食品中，花生及其制品最易受黄曲霉素的污染，其次是玉米、小麦、大麦等麦类作物与干薯也常受污染。若用污染的植物性饲料喂养家畜、家禽，就会使动物性食品中含有黄曲霉素。