På grund av den komplexa naturen av att studera mänskliga sjukdomar, har mycket av forskningen som kopplar samman bekämpningsmedel och cancer gjorts i laboratoriet med djur. Enligt dessa studier är många bekämpningsmedel bekräftade cancerframkallande. Förutom labbstudier har epidemiologisk forskning som studerar effekterna av bekämpningsmedel på jordbruksarbetare avslöjat ett starkt samband mellan ökad risk för cancer och exponering för bekämpningsmedel. Forskare fortsätter att undersöka herbicider, fungicider och insekticider för att bättre förstå sambandet mellan dessa bekämpningsmedel och ökade risker för att utveckla cancer. En koppling mellan hemmabruk av bekämpningsmedel och cancer är ett annat område för fortsatt forskning.
Organoklorklassen av insekticider som innehåller diklordifenyltrikloretan (DDT), heptaklor och lindan, har misstänkts vara potentiellt cancerframkallande i decennier. Även om många av dessa bekämpningsmedel har förbjudits i de många länderna, används andra fortfarande. Dessa kemikalier har en tendens att ackumuleras i växters och djurs levande vävnader och är långlivade i miljön. Livsmedelsprover visar att de förbjudna kemikalierna till och med finns i den nuvarande livsmedelsförsörjningen. Vissa forskare tror att miljöexponering för bekämpningsmedel genom mat, vatten och luft spelar en roll i utvecklingen av cancer.
Förorenad bröstvävnad hos kvinnor med bröstcancer finns som bevis på ett samband mellan bekämpningsmedel och cancer. Högre än förväntade nivåer av kemikalier från bekämpningsmedel har hittats i den sjuka vävnaden. Vissa cancerorganisationer har sagt att det inte finns tillräckligt med bevis för att fastställa ett tydligt samband mellan bröstcancer och kemikalier som bekämpningsmedel, medan andra forskare hävdar ett fast samband mellan ökad exponering för bekämpningsmedel och bröstcancer och andra cancerformer. Det finns vissa bevis för att de hormonhärmande egenskaperna hos vissa bekämpningsmedel kan förklara kopplingen mellan dessa kemikalier och den ökade risken för hormonkänsliga cancerformer som bröst-, livmoder- och äggstockscancer.
Stora epidemiologiska studier av jordbruksarbetare har visat att ökad exponering för vissa bekämpningsmedel verkar öka risken för melanom. Solexponering spelar också en roll i utvecklingen av denna cancer, vilket gör tydliga bevis på ett samband mellan bekämpningsmedel och cancer svårt. Andra cancerformer kopplade till användning av bekämpningsmedel i jordbruket inkluderar malignt lymfom, non-Hodgkins lymfom och leukemi. Forskare fortsätter att undersöka sambandet mellan bekämpningsmedel och cancer i lungan och äggstockarna.
Förutom studier av jordbruksarbetare, har hemmabruk och miljöexponering för bekämpningsmedel också kopplats till en ökad risk för vissa cancerformer. Vissa bekämpningsmedelsprodukter som används i trädgården och hemmet har förknippats med en större förekomst av cancer. Epidemiologi har avslöjat misstänkta samband mellan barncancer och exponering för bekämpningsmedel. Insekticider och herbicider med organofosfat är särskilt oroande. På grund av den komplexa karaktären av att studera mänskliga sjukdomar finns det motstridiga bevis för många av sambanden mellan bekämpningsmedel och cancer, inklusive i studier av kemikalier som vanligtvis används av konsumenter i hemmet.