Keracunan talium

Salah satu alasan mengapa talium sangat beracun adalah karena ion talium(I) berlaku seperti kation-kation logam alkali, khususnya kalium (karena memiliki jari-jari ionik yang serupa). Maka dari itu, senyawa ini dapat masuk ke dalam tubuh seperti kalium. Di sisi lain, talium memiliki banyak perbedaan dengan logam alkali, sepertinya afinitasnya terhadap ligan sulfur yang tinggi. Maka dari itu, penggantian kalium atau natrium dengan talium mengakibatkan gangguan pada proses-proses biologis di sel. Contohnya, talium dapat menyerang protein yang mengandung sulfur (seperti residu sisteina dan feredoksin).