فلز ثقيل سام  الفلز الثقيل السام الفلز هو أي فلز كثيف نسبيا تلاحظ احتمالية لسميته، خاصةً في السياقات البيئية. ويطبق هذا المصطلح خاصةً على الكادميوم، والرصاص، والزئبق، والزرنيخ. حيث تظهر هذه العناصر في قائمة منظمة الصحة العالمية لأكثر عشرة عناصر تسبب السمية ذات أهمية عامة كبرى. كما أن هناك أيضاً بعض العناصر الأخرى مثل المنجنيز، والكروم، والكوبلت، والنيكل، والنحاس، والزنك، والسيلنيوم، والأنتيمون، والثاليوم.  يمكن أن يتم العثور على الفلزات الثقيلة في الأرض بشكل طبيعي، حيث تتركز نتيجة للأنشطة التي يسببها الإنسان ويمكن أن تدخل إلى الأنسجة النباتية، أو الحيوانية، أو البشرية بواسطة الإستنشاق والغذاء والتعامل اليدوي. ثم بعد ذلك ترتبط وتتداخل أيضا مع عمل لمكونات الخلوية الحيوية. وقد عُرف التأثير السمي للزرنيخ والزئبق والرصاص لدى القدماء، بينما ظهرت الدراسات المنهجية لسمية بعض الفلزات الثقيلة منذ عام 1868 فقط. وتتم معالجة تسمم الفلزات الثقيلة في البشر بشكل عام بواسطة تناول العوامل المخلبية والتي ترتبط بذرات الفلز داخل الخلايا فتمنع حدوث التسمم، وعلى الرغم من ذلك فإن بعض الفلزات الثقيلة ضرورية بكميات قليلة لصحة الإنسان.  توجد الفلزات الثقيلة بشكل طبيعي في الأرض، حيث تتركز نتيجة الأنشطة التي يتسبب فيها الإنسان، تتمثل أكثر المصادر شيوعاً في النفايات الصناعية والتعدين، وانبعاثات المركبات، وبطاريات الرصاص الحمضية، والدهانات، والأسمدة، والغابات المعالجة، واللدائن الدقيقة التي تطفو في محيطات العالم، كما يمكن أن يتواجد الزرنيخ والكادميوم في لعب الأطفال بنسب تتخطي المعايير التنظيمية. ويستخدم الرصاص أيضاً في الألعاب كمادة تساعد على الإستقرار، أو محسن للون، أو مادة مضادة للتآكل، يستخدم االكادميوم أيضاً كمادة مثبتة أو لزيادة كتلة وبريق المجوهرات في الألعاب، كما يستخدم الزرنيخ لتلوين الصبغات. قد يتعرض المخلطون العاديون للكحول المقطر بشكل غير قانوني للتسمم بالزرنيخ أو الرصاص والذي يكون مصدره الرصاص المختلط بالزرنيخ المستخدم في لحام جهاز التقطير، وأيضاً يحتوي سم الفئران الذي يستخدم في الحبوب والهريس على الزرنيخ.  يعد الرصاص هو أكثر الملوثات المعدنية الثقيلة انتشاراً كعنصر من الرصاص رباعي الإيثيل والذي استخدم في نطاق واسع في البنزين خلال الفترة 1930 - 1970 م وتقدر مستويات الرصاص في البيئات المائية في المجتمعات الصناعية بأنها تتراوح بين ضعفين وثلاثة أضعاف مستويات ما قبل الصناعة.  وعلى الرغم من أنه تم التخلص من استخدام الرصاص في البنزين في أمريكا الشمالية إلى حد كبير منذ عام 1996م فإن التربة المجاورة للطرق التي بنيت قبل هذا الوقت تحتفظ بتركيزات عالية جداً من الرصاص، ويتراكم الرصاص تدريجياً من أزيد الرصاص أو ستيفنات الرصاص المستخدم في الأسلحة النارية في أماكن التدريب على الأسلحة النارية مما يلوث البيئة المحلية ويعرض العاملين في المجموعة لخطر التسمم بالرصاص.  تدخل الفلزات الثقيلة الأنسجة النباتية والحيوانية والبشرية بواسطة الإستنشاق، والغذاء، والتعامل اليدوي، كما تعد انبعاثات وسائل المواصلات مصدر رئيسي للملوثات التي تنتقل بواسطة الهواء والتي تتضمن الزرنيخ، والكوبلت، والنيكل، والرصاص، والفانديوم، والرصاص، والأنتيمون، والزنك، والبلاتين، والبلاديوم، والراديوم.  يمكن أيضاً أن تتلوث المصادر المائية (المياه الجوفية والبحيرات والجداول والأنهار) بالفلزات الثقيلة التي ترشح من النفايات الصناعية، ويمكن للأمطار الحمضية أن تؤدي إلى تفاقم هذه العملية عن طريق تحرير الفلزات الثقيلة الموجودة في التربة، كما تتعرض النباتات للمعادن الثقيلة من خلال امتصاص المياه ثم تتغذى الحيوانات على هذه النباتات، ولذلك يعد الغذاء المعتمد على نباتات وحيوانات هو السبب الرئيسي لمرور الفلزات الثقيلة إلى الإنسان، وتنتقل الفلزات إلى الإنسان بواسطة الامتصاص عبر الجلد أيضاً ومثالاً على ذلك الاتصال بالتربة وهذا مصدر آخر للتلوث بالفلزات الثقيلة، وتتراكم الفلزات السامة في خلايا الكائنات الحية وذلك بسبب صعوبة أيضها.