誤食入二甲苯溶劑時，即強烈刺激食道和胃，并引起嘔吐，還可能引起血性肺炎，應立即飲入液體石蠟，立即送醫診治。二甲苯蒸氣對小鼠的LC為6000×10-6，大鼠經口最低致死量4000 mg/kg。
二甲苯對眼及上呼吸道有刺激作用，高濃度時，對中樞系統有麻醉作用。急性中毒：短期內吸入較高濃度本品可出現作。慢性影響：長期接觸有神經衰弱綜合癥，女性有可能導致月經異常。皮膚接觸常發生皮膚干燥、皸裂、皮炎。
