毒素主要为毒伞肽类和毒肽类。毒伞肽(amatoxins)类包括以下6种物质,即:毒伞肽(α-amanitin)、毒伞肽(β-amanitin)、毒伞肽(γ-amanitin)、毒伞肽(ε-amanitin)、三羟基毒伞肽(amanin)、一羟基毒伞肽酰胺(amanullin);毒肽类(phallotoxins)又包括5种毒素:一羟毒肽(phallisin)、二羟毒肽(phalloidin)、三羟毒肽(phallisin)、羟基毒肽(phallicidin)、苄基毒肽(phallinB)。毒伞肽直接作用于肝脏细胞核,使细胞迅速坏死,这是导致中毒者死亡的重要原因之一。毒肽作用于肝细胞的内质网使其受损害。另外,毒肽作用速度快,毒伞肽作用速度慢,按毒性来说后者比前者更强。毒伞肽的致死量低于0.1毫克/公斤体重,而毒肽则为2毫克/公斤体重。所以一个约50克的白毒伞菌体足以毒死一个成年人(2000年广州市发生的白毒伞中毒事件中,平均每个患者食用了近250克,已大大超过的一般的致死量)。另外,毒伞肽易溶于水,因此往往喝汤者比不喝汤者中毒严重。在新鲜的毒蘑菇中其毒素含量甚高。这些毒素对人体内肝、肾、血管内壁细胞、中枢神经系统以及其他组织细胞的损害极为严重,最终因造成人体多器官功能衰竭而导致死亡,死亡率高达90-100%。