Milieugevaarlijke stoffen zijn chemische verbindingen die – in het milieu gebracht door de mens – schade kunnen toebrengen aan mens, dier, plant of ecosysteem. Voorbeelden zijn: PCB's, dioxine, zware metalen. Zij zijn óf giftig voor mens en dier, zoals zware metalen, óf weinig giftig voor de mens, maar schadelijk voor het milieu, zoals fosfaat en nitraat. Milieugevaarlijke stoffen worden over de hele wereld in groten getale geproduceerd. Het aantal wordt op 100.000 geschat; van slechts een 10.000-tal stoffen zijn voldoende toxicologische gegevens bekend.

Milieugevaarlijke stoffen beïnvloeden de milieusectoren: water, bodem, lucht. Door menselijke activiteiten geloosde milieugevaarlijke stoffen verspreiden zich in het milieu door middel van diffusie en transport. Gasvormige stoffen diffunderen in de atmosfeer ; zware metalen adsorberen aan slibdeeltjes en worden zo door rivieren getransporteerd. Stoffen kunnen van de ene milieusector in de andere overgaan, bijv. uitregenen van zwaveldioxide in oppervlaktewater of op de bodem.

Tijdens het verblijf in een milieusector wordt de stof geadsorbeerd (aan aërosolen, slib), omgezet of helemaal ontleed. Slechts langzaam ontledende stoffen bezitten een hoge mate van persistentie, bijv. PCB's. Sommige stoffen worden geconcentreerd in een organisme: bioaccumulatie.

De mate van milieugevaarlijkheid hangt af van diverse factoren:

a. de geproduceerde hoeveelheid van de stof en de hoeveelheid schadelijke bijproducten, bijv. dioxinen in chloorfenolen en in het bestrijdingsmiddel 2,4,5–T;

b. de aard van de toepassing die tot milieuverontreiniging leidt;

c. de mobiliteit en de wijze van verspreiding van de stof;

d. de bindingstoestand waarin de stof in het milieu voorkomt, de speciatie;

e. de mate van bioaccumulatie;

f. de toxiciteit voor plant en ecosysteem, ecotoxiciteit;

g. de opneembaarheid en mogelijke blootstelling bij de mens;

h. de toxiciteit voor de mens.