Dioksinai ir vėžys yra tiesiogiai susiję, kai susidaro didelis poveikis. Vyriausybės agentūros, tiriančios ir reguliuojančios cheminių medžiagų keliamą pavojų sveikatai, atnaujino ryšį tarp dioksinų ir vėžio, priskirdamos dioksinus žinomiems žmonėms kancerogenams. Didelis dioksinų kiekis gali sukelti limfinės sistemos, krūties, tulžies pūslės ir kraujo vėžį bei minkštųjų audinių sarkomas. Ryšys tarp dioksinų ir vėžio esant mažam poveikio lygiui moksliškai nenustatytas.
Aplinkoje yra šimtai dioksinų, kurie susidaro dėl chloro pagrindu pagamintų cheminių junginių, kurie užteršia orą, vandenį ir dirvožemį. Toksiškiausiu laikomas tipas, kurį tyrinėjo dioksinai ir vėžio tyrinėtojai, yra žinomas kaip tetrachlorodibenzo-paradioksinas (TCDD). Visų kitų dioksinų formų ir vėžio ryšiai nagrinėjami atsižvelgiant į žinomą toksinį TCDD poveikį.
Dioksinai susidaro deginant atliekas sąvartynuose ir rafinavimo bei lydymo procesuose metalo gamybos įmonėse. Popieriaus ir celiuliozės pramonėje naudojamas balinimo procesas taip pat gamina dioksinus. Šios cheminės medžiagos yra cigarečių dūmuose, pesticiduose, herbiciduose ir medienos konservantuose. Dioksinų poveikį žmogus dažniausiai patiria valgant maistą, užterštą chemine medžiaga.
Mėsoje yra didžiausias dioksinų kiekis, kuris dažniausiai randamas jautienoje, po to seka vištiena, kiauliena ir riebi žuvis. Pieno produktai, tokie kaip sūris, sviestas, pienas, kiaušiniai ir ledai, taip pat gali būti užteršti dioksinais. Žmonės, gyvenantys netoli naftos perdirbimo gamyklų, popieriaus gamyklų ar komunalinių sąvartynų, gali įkvėpti chemine medžiaga užteršto oro.
Vienas garsiausių dioksinų ir vėžio tyrimų nagrinėjo, kaip JAV kariuomenė Pietryčių Azijoje per Vietnamo karą naudojo agentą Orange. Didžiuliai džiunglių plotai buvo apipurkšti herbicidu, kad sunaikintų augalus, slepiančius priešo kariuomenę. Vietnamo veteranai, susidūrę su dideliu TCDD kiekiu agente Orange, parodė didesnį vėžio ir kitų sveikatos sutrikimų skaičių.
Mokslininkai mano, kad TCDD skatina navikų augimą ir plitimą biochemiškai pakeisdamas ląsteles. Šie tyrimai atskleidė, kad vėžio dažnis padidėjo iki tokio lygio, kuris anksčiau buvo laikomas netoksišku. Kitas tyrimas nustatė panašius herbicidų naudojimo rezultatus.
Gyventojai, susidūrę su TCDD Seveso mieste, Italijoje, kai 1976 m. sprogo herbicidų gamykla, vėliau susirgo įvairiomis vėžio formomis. Tyrėjai ištyrė atstumą nuo sprogimo ir dioksinų kiekį dirvožemyje bei vandenyje, kad įvertintų ryšį tarp dioksinų ir vėžio. Jie palygino vėžio dažnį praėjus 10 metų po nelaimės su sritimis, kurios išvengė užteršimo, nes vėžys paprastai išsivysto tiek ilgai ar ilgiau.
Dioksinų taip pat yra polivinilchlorido (PVC) plastike ir gali būti kai kuriuose plastikiniuose maisto induose. Sveikatos specialistai pataria nenaudoti mikrobangų krosnelėje pakartotinai plastikinių indų, skirtų vienkartiniam naudojimui, pavyzdžiui, margarino kubelių. Dėl karščio į maistą gali išsiskirti dioksinai. Mikrobangų krosnelėse naudojama plastikinė maisto plėvelė turėtų būti specialiai pagaminta šiam naudojimui, o plono plastiko, pvz., plastikinių bakalėjos maišelių, reikėtų vengti.