和辅酶硫辛酸结合，抑制关键代谢酶丙酮酸脱氢酶（PDH）复合物。PDH复合物是催化NAD将丙酮酸氧化为乙酰辅酶A的酶。该酶受抑制后，细胞的能量系统便遭扰乱，这会引发细胞凋亡。从生物化学角度看，砷阻碍硫胺素的利用，导致临床上类似硫胺素缺乏的症状。砷中毒还会使乳酸水平上升，引起。砷的基因毒性体现在抑制DNA修复并导致DNA甲基化。砷的致癌效应源于其带来的氧化应激。砷的高毒性自然使人们发展出多种利用砷化合物的化学武器（如氯化二甲基胂），特别是在一战中。面对这些威胁，人们研究了砷的解毒剂，增进了对砷化合物和生物相