在體外微生物回復突變試驗，中國倉鼠卵巢細胞染色體畸變試驗，小鼠淋巴組織瘤細胞正向突變試驗或體內小鼠微核試驗中，西羅莫司均無基因毒性。
在雌性小鼠和雌雄性大鼠中進行了致癌試驗，但未在雄性小鼠中完成致癌試驗。在為期86周的雌性小鼠試驗中，劑量設置為0，12.5，25和50/6mg/kg/d (在第31周，因出現繼發于免疫抑制的感染，而將劑量由50 mg/kg/d 降至6mg/kg/d)。與對照組相比，所有劑量組(按體表面積校正約為臨床劑量的6至135倍)中惡性淋巴組織瘤均有統計學意義的顯著增加。在為期104周的大鼠試驗中，劑量設置分別為0， 0.05， 0.1和0.2mg/kg/d，在0.2mg/kg/d組(按體表面積校正約為臨床劑量的0.4至1倍)中睪丸腺瘤的發生率有統計學意義的顯著增加。
雌性大鼠，服用西羅莫司的最高劑量達0.5 mg/kg (按體表面積校正約為臨床劑量的1至3倍)，對其生育能力無影響。雄性大鼠，2mg/kg劑量組(為按體表面積校正的臨床劑量的4至11倍)的生育率與對照組無差別。大鼠0.65mg/kg(按體表面積校正約為臨床劑量的1至3倍)及以上各劑量組，猴的0.1mg/kg(按體表面積校正約為臨床劑量的 0.4至1倍)及以上各劑量組，出現睪丸重量下降和/或組織學損傷(如：小管萎縮和小管巨大細胞)。雄性大鼠，服用西羅莫司6mg/kg(按體表面積校正約為臨床劑量的12至32倍)，連續13周后，其精子數量減少，但在停藥后3個月恢復。