Datorită naturii complexe a studierii bolilor umane, o mare parte din cercetările care leagă pesticidele și cancerul au fost făcute în laborator cu animale. Conform acestor studii, multe pesticide sunt cancerigene confirmate. Pe lângă studiile de laborator, cercetările epidemiologice care studiază efectele pesticidelor asupra lucrătorilor din agricultură au descoperit o legătură puternică între riscul crescut de cancer și expunerea la pesticide. Oamenii de știință continuă să examineze erbicidele, fungicidele și insecticidele pentru a înțelege mai bine legătura dintre aceste pesticide și riscurile crescute de a dezvolta cancer. O legătură între utilizarea la domiciliu a pesticidelor și cancer este un alt domeniu al cercetării continue.
Clasa de insecticide organoclorurate care conține diclorodifeniltricloretan (DDT), heptaclor și lindan, a fost suspectată ca potențial cancerigen de zeci de ani. Deși multe dintre aceste pesticide au fost interzise în numeroase țări, altele sunt încă utilizate. Aceste substanțe chimice au tendința de a se acumula în țesuturile vii ale plantelor și animalelor și sunt persistente în mediu. Mostrele de alimente arată că substanțele chimice interzise sunt chiar prezente în aprovizionarea actuală cu alimente. Unii cercetători cred că expunerea mediului la pesticide prin alimente, apă și aer joacă un rol în dezvoltarea cancerului.
Țesutul mamar contaminat la femeile cu cancer de sân este considerat ca dovadă a unei legături între pesticide și cancer. S-au găsit niveluri mai mari decât cele așteptate de substanțe chimice pesticide în țesutul bolnav. Unele organizații de cancer au declarat că nu există dovezi suficiente pentru a stabili o legătură clară între cancerul de sân și substanțele chimice precum pesticidele, în timp ce alți cercetători susțin o legătură fermă între expunerea crescută la pesticide și cancerul de sân și alte tipuri de cancer. Există unele dovezi că proprietățile de imitare a hormonilor ale anumitor pesticide ar putea explica legătura dintre aceste substanțe chimice și riscul crescut de cancere sensibile la hormoni, cum ar fi cancerul de sân, uterin și ovarian.
Studii epidemiologice ample ale lucrătorilor din agricultură au arătat că expunerea crescută la unele pesticide pare să crească riscul de melanom. Expunerea la soare joacă, de asemenea, un rol în dezvoltarea acestui cancer, ceea ce face dificilă dovezile clare ale unei legături între pesticide și cancer. Alte tipuri de cancer legate de utilizarea pesticidelor în agricultură includ limfomul malign, limfomul non-Hodgkin și leucemia. Cercetătorii continuă să examineze legătura dintre pesticide și cancerul pulmonar și al ovarelor.
Pe lângă studiile asupra lucrătorilor din agricultură, utilizarea acasă și expunerea mediului la pesticide au fost, de asemenea, legate de un risc crescut de apariție a unor tipuri de cancer. Unele produse pesticide folosite în grădină și acasă au fost asociate cu o incidență mai mare a cancerului. Epidemiologia a descoperit conexiuni suspectate între cancerele din copilărie și expunerea la pesticide. Insecticidele și erbicidele organofosfați sunt deosebit de îngrijorătoare. Datorită naturii complexe a studierii bolilor umane, există dovezi contradictorii pentru multe dintre legăturile dintre pesticide și cancer, inclusiv în studiile despre substanțele chimice utilizate în mod obișnuit de consumatori în casă.