Dioksiini kuvaa pienen perheen vaarallisia, myrkyllisiä kemikaaleja, joita esiintyy harvoin luonnossa, mutta jotka yleensä valmistetaan muiden materiaalien sivutuotteina. Syntetisoitujen torjunta -aineiden lisääntyminen 1960 -luvun lopulla kiinnitti ensin huomiota dioksiinin mahdollisiin myrkyllisiin vaikutuksiin tehtaan työntekijöihin. Siihen mennessä, kun tutkijat linkittivät dioksiinin syöpään, nämä kemikaalit olivat vuotaneet ja niistä tuli osa laajaa ympäristön saastumista.
Kemiallisesti dioksiinimolekyylissä on klooriatomeja, jotka on kiinnitetty tietyissä kohdissa happi- ja hiiliatomien perusrakenteeseen. Voitaisiin sanoa, että kloori sitoutuu strategisesti sijoitetuin väliajoin, koska jotkut niiden paikoista johtavat vähemmän myrkylliseen kemikaaliin kuin toiset. Silti kaikkia tällä tavalla järjestettyjä molekyylejä, jotka tunnetaan muuten trikloorifenoleina, kutsutaan dioksiineiksi. Raakamuodossaan dioksiini näyttää valkoisilta kiteiltä, jotka muistuttavat rakeistettua sokeria, mutta toisin kuin sokeri, se ei liukene veteen. Se on rasvaliukoista, joten se voi liueta ja varastoida ihmisen rasvakertymiin.
Pieniä määriä dioksiinia esiintyy luonnollisesti korkeassa lämpötilassa, kuten voimakkaissa metsäpaloissa. Kuitenkin dioksiinin määrä ympäristössä nousi räjähdysmäisesti, kun kemistit aloittivat seuraavan torjunta -aineiden valmistuksen aikakauden 1960 -luvulla. Vahvat defoliantit, kuten Agent Orange, loivat dioksiinin tahattomiksi sivutuotteiksi. Aluksi vain tehtaan työntekijöillä, jotka olivat alttiina korkealle dioksiinipitoisuudelle, esiintyi lisääntyneitä syöpiä.
Pian hallituksen ympäristö- ja terveysvirastot olivat kiinnostuneita vaaroista eri väestöille ja niiden altistustasoille. Alustavissa tutkimuksissa keskityttiin riskiryhmiin kuuluviin väestöryhmiin, kuten jätteenpolttolaitoksiin ja rikkakasvien torjunta-aineiden valmistajiin, todettiin vakiintunut syöpäriski, suurempi sydänsairauksien esiintyvyys, kehityshäiriöt, diabetes, immuunijärjestelmän heikentyminen ja mahdollisesti lisääntymistoimintojen häiriöt. Tämä pieni ryhmä kuitenkin vihjasi mahdollisiin ongelmiin laajemmassa väestössä, jolla on osoitettu olevan alhainen dioksiinipitoisuus rasvakertymissä, yleensä saastuneen ruoan syömisestä.
Biologien tiedossa dioksiini vahingoittaa normaaleja fysiologisia toimintoja matkimalla hormonien toimintaa. Tämä tarkoittaa, että dioksiini tunkeutuu soluseiniin ja muuttaa DNA: ta niin, että DNA lähettää arvaamattomia viestejä. Nämä viestit johtavat muuttuneeseen entsyymien ja proteiinien tuotantoon eikä niiden asianmukaiseen säätelyyn hormoneilla. Tutkijat eivät vielä täysin ymmärrä muuttuneen DNA: n ja sairauksien, kuten syövän, suhdetta, mutta he ovat huolissaan dioksiinin myrkyllisistä vaikutuksista elintarvikkeissa ja tukevat jatkuvaa tutkimusta.