Metylkvikksølv påvirker ulike cellulære prosesser og mekanismer i kroppen. For eksempel kan metylkvikksølv påvirke kalsiumhomeostasen ved å øke mengden kalsium som finnes i cellene, noe som videre kan øke forekomst av celledød. Metylkvikksølv kan binde seg til proteinet tubulin, som er en viktig byggestein i mikrotubuli i cellene, og forstyrre produksjon og degradering av mikrotubuli og føre til ødeleggelse av cytoskjelettet og dermed strukturen i cellene. Metylkvikksølv kan også virke som en pro-oksidant ved å binde seg til tioler og selenoler i viktige antioksidanter og på denne måten binde opp og hemme deres funksjoner. Antioksidanter som glutation (GSH), glutation peroksidase (Gpx), tioredoksin og tioredoksin reduktase (TrxR) forstyrres av metylkvikksølv. Ved å hemme antioksidantenes funksjon i kroppen kan metylkvikksølv føre til en overproduksjon av reaktive oksygenarter (ROS) i mitokondriene og føre til ubalanse i det oksidative systemet.