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La chloropicrine est un irritant sensoriel qui stimule le nerf trijumeau, lequel médie les sensations au niveau du nez, des yeux, de la gorge et des voies respiratoires supérieures. Les individus exposés à la chloropicrine en agriculture se sont plaints de larmoiements, d'irritation de la gorge, de maux de tête, de toux et de difficultés respiratoires. La sensibilité à détecter la chloropicrine par l'odeur ou l'irritation oculaire varie selon les individus. La chloropicrine peut aussi provoquerun œdème pulmonaire et éventuellement la mort. Elle s'est révélée très toxique par les différentes voies d'exposition lors des études chez les animaux de laboratoire. Elle est également corrosive pour la peau et les yeux. 

Il convient également de noter que, en raison principalement de la forte propriété irritante de la chloropicrine, aucune sensibilisation cutanée à la chloropicrine n'a été signalée comme problème de santé au travail dans l'industrie, que ce soit dans la fabrication ou dans l'application sur le terrain. De plus, les recherches documentaires n'ont identifié aucun rapport de sensibilisation cutanée associée à l' exposition à la chloropicrine. Elle ne serait pas non plus un sensibilisant respiratoire. Des études ont été conduites chez l'humain en respect avec les standards éthiques et scientifiques pour évaluer des niveaux sécuritaires d'exposition par inhalation. L'irritation oculaire représentait régulièrement le plus sensible critère d'évaluation dans les différentes phases de l'étude. Une protection de l'irritation oculaire (en terme de niveau d'exposition) protège probablement contre des changements des paramètres du tracus respiratoire supérieur. Les réponses des participants à l'étude sont consistants avec les symptômes rapportés dans les données de santé publique. Spécifiquement, les individus exposés à la chloropicrine en agriculture se sont plaints de larmoiements, d'irritation de la gorge, de maux de tête, de toux et de difficultés respiratoires. La sensibilité à détecter la chloropicrine par l'odeur ou l'irritation oculaire varie selon les individus.

La chloropicrine n'a pas été classée cancérogène par la voie orale ou par inhalation. Cependant, pour la principale voie d'exposition qui pose problème (inhalation), il existe deux études acceptables chez les rats et les souris. Ces études par inhalation n'indique pas d'augmentation de l'incidence de néoplames. Par conséquent, la chloropicrine n'est actuellement pas considérée comme un cancérigène par cette voie d'exposition. Une étude par gavage chez les rats et une autre chez la souris se sont révélées négatives alors qu'une autre par gavage chez les rats a démontré une possible augmentation de fibroadénomes des glandes mammaires, mais n'a pas été entièrement évaluée. Néanmoins, comme une exposition par voie orale est peu probable en raison des usages, une évaluation du potentiel cancérigène par cette voie n'était pas requise. Les études subchroniques et chroniques par inhalation chez les animaux de laboratoire ont révélé les signes cliniques suivants: effets sur le poids absolu et relatif des poumons à des doses relativement élevées, histopathologie nasale (rhinite) et pulmonaire (hyperplasie, histiocytose alvéolaire), atrophie de l'épithléium olfactif, inclusions hyalines épithéliales, etc. 

La chloropicrine ne semble pas toxique pour le développement et la reproduction chez les animaux de laboratoire. Dans les études de toxicité aiguë, subchronique et chronique par inhalation chez les animaux de laboratoire, il n'y avait aucune indication de neurotoxicité ou de perturbation endocrinienne. Concernant les effets génotoxiques, il est difficile de se prononcer car les résultats étaient variés, mais un essai de formation de micronoyaux dans la moelle osseuse de souris in vivo se serait révélé négatif. L'EFSA estime tout de même que les données sont insuffisantes pour tirer une conclusion quant au potentiel génotoxique de la chloropicrine.