NDMA已被確定為壹種動物致癌物，通過不同的暴露途徑(包括口服和吸入)對包括嚙齒類動物在內的7種動物產生致癌作用，其靶器官主要是肝臟和腎臟。NDMA可以通過胎盤致癌，許多短期誘變試驗都有陽性結果。美國政府工業衛生學家協會(ACGIH)將NDMA列為可疑的化學致癌物。
此外，肝臟是人體重要的解毒器官，對來自體內外的許多非營養物質有生物轉化作用，如體內的各種藥物、毒物和壹些代謝產物。它們被新陳代謝完全分解或以原來的形式排出體外(毒性降低)。這種作用也叫“解毒功能”，有些毒物經過生物轉化後，可以轉化為無毒或毒性較小的易排泄物質；而有些物質正好相反，毒性增強(如形成假神經遞質)。