Η διοξίνη περιγράφει μια μικρή οικογένεια επικίνδυνων, τοξικών χημικών ουσιών που βρίσκονται αραιά στη φύση, αλλά συνήθως παρασκευάζονται ως υποπροϊόντα άλλων υλικών. Μια αύξηση στα συντιθέμενα φυτοφάρμακα στα τέλη της δεκαετίας του 1960 έφερε για πρώτη φορά την προσοχή στις πιθανές δηλητηριώδεις επιπτώσεις της διοξίνης στους εργάτες των εργοστασίων. Μέχρι τη στιγμή που οι ερευνητές συνέδεσαν τη διοξίνη με τον καρκίνο, αυτές οι χημικές ουσίες είχαν διαρρεύσει και είχαν γίνει μέρος της εκτεταμένης περιβαλλοντικής ρύπανσης.
Χημικά, ένα μόριο διοξίνης έχει άτομα χλωρίου συνδεδεμένα, σε συγκεκριμένα σημεία, σε μια βασική δομή ατόμων οξυγόνου και άνθρακα. Θα μπορούσε κανείς να πει ότι το χλώριο δεσμεύεται σε στρατηγικά τοποθετημένα διαστήματα, καθώς ορισμένες από τις θέσεις τους έχουν ως αποτέλεσμα μια λιγότερο τοξική χημική ουσία από άλλες. Ακόμα, όλα τα μόρια που είναι διατεταγμένα με αυτόν τον τρόπο, αλλιώς γνωστά ως τριχλωροφαινόλες, αναφέρονται ως διοξίνη. Στην ακατέργαστη μορφή της, η διοξίνη μοιάζει με λευκούς κρυστάλλους που μοιάζουν με κρυσταλλική ζάχαρη, αλλά σε αντίθεση με τη ζάχαρη δεν διαλύεται στο νερό. Είναι λιποδιαλυτό, επομένως μπορεί να διαλυθεί και να αποθηκευτεί σε εναποθέσεις ανθρώπινου λίπους.
Χαμηλές ποσότητες διοξίνης υπάρχουν φυσικά σε καύση υψηλής θερμοκρασίας, όπως σε έντονες δασικές πυρκαγιές. Ωστόσο, η ποσότητα της διοξίνης στο περιβάλλον εκτοξεύτηκε στα ύψη όταν οι χημικοί ξεκίνησαν την επόμενη εποχή παραγωγής φυτοφαρμάκων στη δεκαετία του 1960. Ισχυρά αποφυλλωτικά, όπως το Agent Orange, δημιούργησαν διοξίνη ως ανεπιθύμητο υποπροϊόν. Αρχικά, μόνο οι εργάτες του εργοστασίου που εκτέθηκαν σε υψηλά επίπεδα διοξίνης εμφάνισαν αυξημένα ποσοστά καρκίνου.
Σύντομα οι κυβερνητικές υπηρεσίες περιβάλλοντος και υγείας ενδιαφέρθηκαν για τους κινδύνους για τους διαφορετικούς πληθυσμούς και τα επίπεδα έκθεσής τους. Οι αρχικές μελέτες επικεντρώθηκαν σε πληθυσμούς σε υψηλού κινδύνου απασχόληση, όπως αποτεφρωτήρες σκουπιδιών και κατασκευαστές ζιζανιοκτόνων, βρήκαν τεκμηριωμένο κίνδυνο καρκίνου, υψηλότερη συχνότητα καρδιακών παθήσεων, αναπτυξιακές επιπλοκές, διαβήτη, μειωμένο ανοσοποιητικό σύστημα και πιθανώς διαταραγμένες αναπαραγωγικές λειτουργίες. Ωστόσο, αυτή η μικρή ομάδα υπαινίχθηκε πιθανά προβλήματα στον ευρύτερο πληθυσμό που έχει αποδειχθεί ότι έχει χαμηλά επίπεδα διοξίνης στα αποθέματα λίπους, συνήθως από την κατανάλωση μολυσμένων τροφίμων.
Από όσο γνωρίζουν οι βιολόγοι, η διοξίνη βλάπτει τις φυσιολογικές φυσιολογικές λειτουργίες μιμούμενη τον τρόπο που λειτουργούν οι ορμόνες. Αυτό σημαίνει ότι η διοξίνη διεισδύει στα κυτταρικά τοιχώματα και αλλάζει το DNA έτσι ώστε το DNA να στέλνει απρόβλεπτα μηνύματα. Αυτά τα μηνύματα έχουν ως αποτέλεσμα την αλλοιωμένη παραγωγή ενζύμων και πρωτεϊνών, παρά τη σωστή ρύθμισή τους από τις ορμόνες. Οι επιστήμονες δεν έχουν κατανοήσει ακόμη πλήρως τη σχέση μεταξύ του αλλοιωμένου DNA και ασθενειών όπως ο καρκίνος, αλλά ανησυχούν για τις τοξικές επιδράσεις της διοξίνης στις προμήθειες τροφίμων και υποστηρίζουν τη συνέχιση της έρευνας.