El talio y sus compuestos son tóxicos para los humanos.[22][23] El contacto con la piel es peligroso y para evitar su inhalación debe tenerse una ventilación adecuada durante su fundición.[23] Muchos compuestos de talio son muy solubles en agua y se absorben fácilmente a través de la piel. La exposición no debe exceder los 0,1 mg por m² de piel en el plazo promedio de 8 horas al día (40 horas por semana). Se sospecha que el talio es carcinógeno para los humanos.[23]
Parte de la razón por la cual el talio es altamente tóxico, se debe a que en solución acuosa como ion talio monovalente (Tl+), muestra algunas similitudes con los cationes de los metales alcalinos, especialmente con el potasio. Por ello, puede penetrar en el organismo mediante la vía de absorción del potasio. Contrariamente, otros aspectos de la química del talio difieren significativamente de la de los metales alcalinos, como su alta afinidad por los enlaces sulfuro. Debido a que esta sustitución interrumpe muchos procesos celulares, el talio, por ejemplo, puede "atacar" proteínas que contengan enlaces o puentes disulfuro (las que contienen cisteína y ferredoxina).
Debido a su gran toxicidad fue usado en muchos países como raticida y para controlar hormigas, pero su uso está restringido actualmente en algunas de estas naciones. Es considerado como un probable cancerígeno.
Entre sus efectos más notables de la intoxicación por talio, se encuentra la alopecia (lo cual propició que se utilizara inicialmente como depilador, antes de conocer su toxicidad) y lesión de los nervios periféricos. El talio fue un agente tóxico utilizado en forma efectiva para causar muertes por envenenamiento antes de conocerse su potencial tóxico y del descubrimiento del azul de Prusia como antídoto.[24]
Estos son algunos efectos relacionados con la dosis de ingestión.
| RUTA |
DOSIS (LA MÁS BAJA PUBLICADA) |
EFECTOS |
| Oral |
48 mg/kg |
Comportamiento: alucinaciones, percepciones distorsionadas
Gastrointestinal: Náuseas o vómitos
Nutricional y metabólico bruto: Disminución de la temperatura corporal |
| Oral |
21 mg/kg |
Nervio periférico y sensación: parestesia
Conductual: cambio en las pruebas psicofisiológicas
Nutricional y metabólico bruto: disminución de la temperatura corporal |
| No declarada |
5714 µg/kg |
Nervio periférico y sensación: cambio estructural en el nervio o la vaina
Ojo: cambio en los músculos
extraoculares Piel y apéndices: otro: cabello |
| Oral |
7 mg/kg |
Cerebro y cubiertas: aumento de la presión intracraneal
Cardíaco: otros cambios
Pulmón, tórax o respiración: cambio estructural o funcional en la tráquea o los bronquios |