Plus de 90 % des éléments de la classique classification de Mendeleïev sont des métaux. Ces derniers, présents dans des proportions et quantités très diverses dans l'environnement, ne se trouvent qu'à l'état de traces dans l'organisme. Certains sont essentiels à la vie humaine mais à des concentrations très faibles et se révèlent toxiques lors d'expositions excessives, ce sont les oligoéléments comme le fer, le zinc, le cobalt, le nickel et le sélénium. D'autres n'ont aucun rôle biologique connu et sont toxiques dans tous les cas comme le mercure ou le plomb, métaux qui comme le cadmium sont connus sous l'appellation de « métaux lourds ». La toxicité est déterminée par le mode d'absorption (inhalation, ingestion, contact cutané) et par l'espèce chimique des métaux (métal natif, forme ionisée, sel, composés anorganiques ou organiques). L'accumulation du toxique dans les espèces animales et végétales peut entraîner des phénomènes de bioamplification majorant encore sa pathogénicité lors de l'assimilation digestive. La toxicité est aiguë ou chronique, dans ce dernier cas, liée aux faibles doses. Le système nerveux (SN) est souvent une cible de ces toxiques au même titre que pour certains le poumon, le foie ou le rein. La symptomatologie est protéiforme, de type encéphalopathique, associant des syndromes convulsifs, des états déficitaires, notamment cognitifs, des troubles de conscience mais parfois des atteintes plus spécifiques sont décrites (cérébelleuses, extrapyramidales ou médullaires). Les atteintes du SN périphérique sont classiques avec des métaux comme le plomb mais rapportées avec bien d'autres éléments. Les mécanismes de la neurotoxicité reposent souvent sur des phénomènes de mimétisme atomique ou moléculaire ou de substitution chimique. Les diagnostics d'intoxication sont confirmés par des dosages biologiques qui doivent respecter une méthodologie de qualité et être rapportés à des mesures normatives connues. Les traitements reposent sur la cessation de l'exposition, voire sur l'utilisation de chélateurs lorsqu'ils existent. La prévention s'effectue dans les milieux industriels et au niveau de la protection de l'environnement.