In natura esistono due tipi di arsenico: organico ed inorganico. Le forme inorganiche (come quelle che contaminano le acque) sono tossiche, a differenza delle forme organiche (come quelle che contaminano pesci e crostacei) che lo sono molto meno.
Le forme inorganiche, una volta ingerite o inalate, sono ben assorbite dall'organismo che riesce comunque a trasformarle in composti organici, poi facilmente eliminati nelle urine. È bene sottolineare, però, come l’efficienza di tale procedimento fisiologico di difesa dell’organismo sia diversa da individuo ad individuo, principalmente in base alle personali caratteristiche genetiche.  Per questo motivo, l'esposizione ad una stessa quantità di arsenico, può avere effetti sulla salute molto variabili a seconda della persona. I composti organici sono generalmente poco assorbibili e facilmente eliminati con le feci e le urine.
L'assunzione di una dose elevata di arsenico (circa 10-50 milligrammi) provoca avvelenamento acuto caratterizzato dai seguenti disturbi (sintomi):

vomito
dolori addominali 
diarrea
insensibilità agli arti  
crampi e contrazioni muscolari dovuti all'infiammazione di molti nervi periferici (polinevrite) che, a dosi maggiori di arsenico, possono portare al blocco dei muscoli cardiaci e respiratori e alla morte

La dose ingerita potenzialmente in grado di causare la morte di un individuo adulto di circa 60 kg di peso è di circa 120 mg (1-2 mg/kg di peso corporeo).
A seguito di esposizione ripetuta nel tempo a basse dosi di arsenico, possono verificarsi:

cambi di pigmentazione (colore) della pelle
ispessimenti della pelle del palmo della mano e della pianta del piede, per eccessiva presenza di una proteina della pelle chiamata cheratina (ipercheratosi)
lesioni cutanee  

Questi disturbi (sintomi) compaiono, di solito, dopo circa 5 anni di esposizione all'arsenico e possono portare alla formazione di tumori della pelle.
Ulteriori effetti determinati dall'arsenico, possono includere: comparsa di diabete, di malattie cardiovascolari (incluso l'infarto del miocardio) e alterazioni allo sviluppo del feto in gravidanza (l'arsenico inorganico può passare la placenta).
Oltre ai tumori della pelle, in popolazioni esposte ad arsenico per tempi prolungati, è stato osservato un maggiore rischio di comparsa di patologie quali: tumore al polmone e tumore alla vescica.
L'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (International Agency for Research on Cancer, IARC) ha classificato l’arsenico nel gruppo 1 (cancerogeni umani), cioè tra quelle sostanze con un alto grado di probabilità di determinare tumori nell'uomo.
Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) il consumo di acque potabili contenenti arsenico in quantità comprese tra  0,05 e 0,1 milligrammi per litro di acqua potabile (corrispondenti a 50-100 microgrammi per litro) aumenta il rischio di sviluppare un tumore della pelle, al polmone o alla vescica. Pertanto la concentrazione massima di arsenico nell'acqua potabile è stata fissata a 10 μg/L dall'OMS e dalla Direttiva 98/83/CE poiché viene ritenuto che livelli di arsenico più elevati possano comportare rischi per la salute in modo strettamente dipendente dalla durata dell'esposizione e dallo stato nutrizionale della popolazione esposta. Questi valori hanno l'obiettivo di assicurare che le acque destinate al consumo umano possano essere consumate in condizioni di sicurezza nell'intero arco della vita.
Quando i livelli di arsenico sono più bassi, il numero di nuovi casi di tumori (incidenza) non è stato mai trovato diverso rispetto a quello di popolazioni che abitano in aree non esposte all'arsenico.