Schwermetalle sind seit jeher von herausragender Bedeutung für Mensch und Umwelt. Eine beständige Zunahme seit dem Altertum wurde in den Sedimenten von Meeren und Seen gleichsam archivarisch gut dokumentiert. Zur größten quantitativen Zunahme kam es seit Beginn der industriellen Revolution. Besondere ökotoxikologische Bedeutung haben Quecksilber, Blei, Cadmium und Arsen. Daneben sind auch Kupfer, Zink und viele weitere für Mensch und Umwelt bedeutsam. Die stärkste Anreicherung in der Nahrungskette beobachtet man bei Quecksilber, z. B. in ansteigender Konzentration von Meeressedimenten, über Plankton und Fisch zu fischfressenden Vögeln oder Säugetieren, zu letzteren auch der Mensch zählend. Nahrungskettenanreicherung kennt man auch bei Arsen, aber eher nur wenig bei den übrigen Schwermetallen.
Aufnahme, Wirkung und Ausscheidung bei Tier und Mensch variieren sehr stark nach Art und Verbindung des Schwermetalls, Bioverfügbarkeit, Mechanismen der Toxizität und genetischer Ausstattung der Entgiftungssysteme. Untersuchungen an Wiener Medizinstudenten ergaben überraschend hohe individuelle Unterschiede beim Blei- und Quecksilber-Metabolismus. Bestimmte genetische Deletions-Polymorphismen im Glutathion-System waren mit erhöhten Quecksilber-Gehalten in Blut und Haaren der Probanden assoziiert, als Hinweis, dass der Hauptweg der Ausscheidung über das Glutathion-System bei einem namhaften Prozentsatz der Probanden blockiert ist. Ähnliches zeigte sich bei Blei im Bezug auf den Vitamin D Rezeptor. Genetische Polymorphismen in diesem Bereich beeinflussen unter anderem die Knochendichte und die Bleiaufnahme durch die Knochen.