Le differenti forme di mercurio hanno diversi effetti sulla salute.
I fattori che determinano il tipo e la gravità delle conseguenze prodotte sono: la forma di mercurio; la quantità, la durata e la via dell’esposizione (inalazione, ingestione, contatto cutaneo); l’età dell’individuo esposto (le fasi dello sviluppo del feto e del bambino sono, ad esempio, le più critiche).
Il mercurio è considerato dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) una delle 10 sostanze (o gruppi di sostanze) chimiche che causano maggiori preoccupazioni per gli effetti che può produrre nella popolazione esposta.
Il mercurio metallico è scarsamente assorbito a livello intestinale, ma raggiunge il polmone attraverso la respirazione e, una volta assorbito, può passare la barriera che protegge il cervello (barriera ematoencefalica) e la placenta.
L'assorbimento del mercurio inorganico attraverso l'apparato digerente e la pelle dipende dalla solubilità dei sali; il metilmercurio è facilmente assorbito dopo assunzione per bocca (orale). Il mercurio metallico e il metilmercurio hanno come bersaglio principale il sistema nervoso centrale e periferico, mentre i sali inorganici di mercurio sono corrosivi per occhi e pelle e, se ingeriti, hanno effetti sul sistema gastrointestinale e possono provocare danni ai reni.
L'avvelenamento improvviso e rapido (forma acuta) associato ad inalazione di elevate quantità di vapori di mercurio, si manifesta con disturbi (sintomi) come:

tracheite 
bronchite 
tosse ed ipertermia  
disturbi nervosi progressivi (tremori e perdita di sensibilità) che possono portare alla morte della persona colpita

Se, invece, sono ingerite elevate quantità di sali di mercurio, i disturbi (sintomi) che compaiono sono:

vomito
diarrea
coliche addominali con emorragia
effetti sull'apparato circolatorio (shock)   
effetti sull'apparato respiratorio (polmonite interstiziale)
effetti sui reni

Per prevenire questi effetti l'EFSA (Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare) ha stabilito una dose settimanale tollerabile di mercurio inorganico di 4 mg/kg di peso corporeo.
L’ingestione di elevate quantità di metilmercurio provoca:

paralisi alle mani e ai piedi  
generale debolezza muscolare  
danni alla vista, all'udito e difficoltà nell'articolare le parole, con possibili aggravamenti che possono determinare disordine mentale, paralisi e coma, nei casi più gravi

Gli effetti più frequenti sono, però, associati ad esposizioni ripetute a dosi generalmente basse, che non causano immediatamente i disturbi (sintomi) sopra descritti.
Nei lavoratori, l'esposizione al mercurio costituisce una causa di malattia professionale. Il principale bersaglio è il sistema nervoso ma sono riportati anche effetti su reni, polmoni, cuore e sistema immunitario. Disturbi (sintomi) come perdita della memoria, tremori, mal di testa, insonnia, disfunzioni cognitive e disfunzioni nei movimenti sono stati segnalati in lavoratori esposti per diversi anni a circa 0,020 milligrammi per metro cubo (mg/m3) di mercurio metallico tenendo presente che, per il mercurio ed i suoi composti, la concentrazione massima tollerabile nell’aria è pari a 0,1 mg/m3.
L'esposizione ripetuta a metilmercurio, principalmente attraverso la dieta, porta ad effetti neurologici.
L'autorità europea per la sicurezza alimentare (European Food Safety Autority, EFSA) ha stabilito una dose settimanale tollerabile di assunzione di metilmercurio pari a 1,3 microgrammi per chilo di peso corporeo. Ovviamente coloro che, come i pescatori e loro famiglie, consumano abitualmente pesce e altri prodotti provenienti dalla pesca, specialmente in alcune aree geografiche (come Brasile, Canada, Cina, e Groenlandia), hanno una elevata esposizione e sono, perciò, maggiormente soggetti agli effetti del metilmercurio.
I bambini sono i più vulnerabili perché il metilmercurio altera il normale sviluppo del cervello causando difficoltà di apprendimento e di elaborazione del pensiero (ritardo mentale), disturbi della memoria, disturbi dell’attenzione, disturbi del linguaggio, e disfunzioni motorie e visive.
Una fase critica è quella della gravidanza perché il feto può essere esposto al mercurio se la madre consuma pesce contaminato.
L'agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (International Agency for Resercearch on Cancer, IARC) ha classificato il metilmercurio come possibile cancerogeno per l'uomo (categoria 2B).