Joidenkin muovipullojen uskotaan olevan mahdollisesti vaarallisia ihmisten terveydelle, koska ne sisältävät kemikaaleja, jotka voivat aiheuttaa terveysongelmia. Nopea nyrkkisääntö on, että kovien muovien, joiden numero on 2, 4 tai 5, uskotaan yleensä olevan turvallisia, kun taas muovien, joiden merkintä on 1, 3 ja 7, uskotaan olevan mahdollisesti vaarallisia, varsinkin jos niitä käytetään uudelleen. Muovipullojen turvallisuudesta johtuen jotkut kuluttajat käyttävät mieluummin metalli- tai lasipulloja juomissaan.
Useat tiettyjen muovien valmistuksessa käytetyt kemikaalit ovat huolestuttavia. Ensimmäinen on bisfenoli-A (BPA), jonka tiedetään olevan hormonitoimintaa häiritsevä aine, mikä tarkoittaa, että se aiheuttaa hormonaalista epätasapainoa. BPA on yhdistetty syöpään laboratorioeläimissä, ja on huolestuttavaa, että se voi aiheuttaa myös syöpiä ihmisillä. BPA: ta esiintyy erityisesti Lexanissa, kovassa muovissa, jossa on numero 7; Lexan-pulloja myytiin usein ympäristöystävällisenä pitkäikäisenä vesipullona, ennen kuin BPA: n riskit täysin ymmärrettiin.
Toinen huolta aiheuttava kemikaali muovipulloissa on bis (2-etyyliheksyyli) ftalaatti (DEHP), joka on pehmittimenä käytettävä kemikaali. DEHP on läsnä joustavissa muoveissa numeroilla 1 ja 3; nämä muovit on usein suunniteltu kertakäyttöön, eikä niitä ole tarkoitettu pitkäaikaiseen uudelleenkäyttöön. DEHP: n uskotaan myös aiheuttavan hormonaalisia häiriöitä, ja se on yhdistetty lihavuuteen joissakin tutkimuksissa. Muita muovien valmistuksessa käytettäviä kemikaaleja voivat olla esimerkiksi kloori, jotka eivät yleensä ole terveellisiä ihmisten terveydelle.
Muovipulloissa olevat kemikaalit voivat huuhtoutua niiden sisältöön monin tavoin. Pitkäaikainen säännöllinen käyttö voi johtaa huuhtoutumiseen, ja liuotus voi kiihtyä vahingoittamalla pulloa, kuumuutta ja puhdistusaineita. Kun kemikaaleja huuhtoutuu pullon sisältöön, ne aiheuttavat riskin kaikille pullosta juoville, jotka saattavat niellä näitä kemikaaleja tahattomasti. Ihmisille, jotka käyttävät paljon muovipulloja, pitkäaikainen altistuminen liuotuksen kautta voi johtaa terveysongelmiin tulevaisuudessa.
“1” -merkillä varustetut muovit on suunniteltu käytettäviksi kerran ja sitten kierrätettäväksi. Tällaisten muovien uskotaan yleensä olevan turvallisia kertakäyttöön, mikä selittää, miksi niitä käytetään laajalti virvoitusjuomien pakkaamiseen, mutta joidenkin mielestä niitä ei pitäisi käyttää uudelleen. Näiden muovipullojen uudelleenkäyttö voi altistaa kuluttajat liuottamiselle ja DEHP -altistumiselle.