食品汙染可分為生物汙染、化學汙染和放射性汙染。
1.生物汙染:主要由有害微生物及其毒素、寄生蟲、其卵和昆蟲引起。肉、魚、蛋、奶等動物性食品容易被致病菌及其毒素汙染，導致消費者發生細菌性食物中毒和人畜共患傳染病。病原體主要來自病人、帶菌者、病畜和病禽。病原體及其毒素可以通過空氣、土壤、水、器具、患者的手或排泄物汙染食物。被致病菌及其毒素汙染的食物，尤其是動物性食物，如果食用前不加熱，會引起沙門氏菌或金黃色葡萄球菌毒素等細菌性食物中毒。食用被汙染的食物還會引起炭疽、肺結核、布魯氏菌病(波熱)等傳染病。
黴菌在自然界分布廣泛。被黴菌汙染的農作物、空氣、土壤和容器都會汙染食物。在適宜的條件下，壹些黴菌株可產生有毒的代謝產物，即黴菌毒素(見黴菌汙染對健康的影響)。如黃曲黴毒素和單端孢菌素，對人和動物都有很大的毒性。壹次性大量食用被黴菌及其毒素汙染的食物，會引起食物中毒；長期攝入少量被汙染的食物，也會導致慢性疾病或癌癥。壹些真菌毒素也可以從動物或人體轉移到牛奶中，損害牛奶飲用者的健康。
微生物含有能分解各種有機物的酶。這些微生物汙染食物後，在適宜的條件下大量生長繁殖。食物中的蛋白質、脂肪和糖在各種酶的作用下會分解，使食物的感官特性變差，降低營養價值，甚至變質。
汙染食物的寄生蟲主要有絳蟲、旋毛蟲、華支睪吸蟲和蛔蟲。汙染源主要是病人、患病動物和水生生物。汙染物壹般通過病人或患病動物的糞便汙染水或土壤，進而感染或汙染牲畜、魚類和蔬菜。
糧食和各種食品儲存條件差，容易滋生各種倉儲害蟲。比如谷物中的甲蟲、蛾子、蟎蟲，魚、肉、醬或腌菜中的蠅蛆，鹹魚中的幹涼蠅幼蟲。棗、栗子、餅幹、零食等含糖量較高的食物尤其容易受到影響。昆蟲汙染可以破壞大量的食物，但尚未發現被昆蟲汙染的食物對人體健康造成顯著危害。
2.化學汙染:主要指農藥、食品添加劑、食品包裝容器和工業廢棄物的汙染，以及汞、鎘、鉛、砷、氰化物、有機磷、有機氯、亞硝酸鹽、亞硝胺等有機或無機化合物造成的汙染。造成化學汙染的原因有:(1)農藥的廣泛應用和不當使用。(2)使用不符合衛生要求的食品添加劑。(3)使用質量不合格的包裝容器，可能導致容器上的可溶性有害物質在與食品接觸時進入食品，如陶瓷中的鉛、PVC塑料中的氯乙烯單體等，都有可能轉移到食品中。再比如，包裝蠟紙上的石蠟可能含有苯並(a)芘，彩色油墨和打印紙可能含有多氯聯苯(PCBs)，這種物質特別容易溶解在富含油脂的食物中。(4)工業廢氣和廢水的不合理排放造成的環境汙染也會通過食物鏈危害人體健康。
3.放射性汙染:食物中的放射性物質是來自地殼的放射性物質，稱為天然本底；還有核武器試驗或和平利用放射性能量產生的放射性物質，即人為放射性汙染(見放射性汙染對健康的影響)。有些魚可以富集金屬同位素，如137銫和90鍶。後者半衰期長，多集中在骨組織中，不易排出體外，對機體造血器官有壹定影響。壹些海洋動物也可以富集金屬同位素，如軟體動物可以富集90 Sr，牡蠣可以大量富集65 Zn，壹些魚類可以富集55 Fe。食品汙染對人體健康的危害有多種表現。壹次攝入大量被汙染的食物可引起急性中毒，即食物中毒，如細菌性食物中毒、農藥食物中毒、黴菌毒素中毒等。長期(壹般指半年至壹年以上)攝入少量含汙染物的食物可引起慢性中毒。慢性中毒的原因很難追查，影響也很廣泛，要特別註意。比如攝入殘留有機汞農藥的糧食幾個月後，會出現全身乏力、尿汞含量升高等癥狀；長期攝入微量黃曲黴毒素汙染的食物，可引起膽管上皮細胞變性、壞死、脂肪浸潤和增殖，甚至癌變。慢性中毒還可表現為生長遲緩、不孕、流產、死胎等生殖功能障礙，有的還可通過母體造成胎兒畸形。已知的與食物有關的致畸物質包括醋酸苯汞、甲基汞、四氯二苯二惡英、狄氏劑、艾氏劑、滴滴涕、氯丹、七氯和敵敵畏。
壹些食物汙染物也有致突變作用。突變，如發生在生殖細胞中的突變，會導致正常懷孕的障礙，甚至不孕，胎兒畸形或過早死亡。突變，如果發生在體細胞中，會使正常情況下不再增殖的細胞異常增殖，從而形成癌變的基礎。與食物有關的誘變劑包括苯並(a)芘、黃曲黴毒素、滴滴涕、狄氏劑和烷基汞化合物。
有些食物汙染物會誘發腫瘤。例如，給老鼠餵食含有黃曲黴毒素B1的發黴玉米或花生，可誘發肝癌。與食物有關的致癌物包括多環芳烴、芳香胺、氯代烴、亞硝胺類化合物、無機鹽(部分砷化合物等。)、黃曲黴毒素B1和生物烷化劑(如高度氧化油中的環氧化物)。