Cancer, som är en okontrollerad tillväxt av celler som har skadliga effekter på organ och andra kroppsvävnader, kan kopplas till exponering för vissa kemikalier i miljön. Cancerceller blir skadliga när de förökar sig till en punkt där de invaderar närliggande vävnad och så småningom sprider sig till andra kroppssystem. Ofta initieras cellens okontrollerade tillväxt av upprepad exponering för en giftig kemikalie, även kallad cancerframkallande. Kemikalier och cancerförekomst går hand i hand. Merparten av forskningen om cancer etiologi fokuserar på specifika miljöorsaker, som kemisk exponering på arbetsplatsen eller exponering som ett resultat av livsstilsval, till exempel.
Kopplingen mellan kemikalier och cancer börjar när ett kemiskt cancerframkallande ämne initierar en förändring inom deoxi-ribonukleinsyra (DNA), en process som kallas initiering. Under normala omständigheter kan kroppens försvarssystem identifiera och reparera de skadade delarna av DNA:t, men om cellen börjar föröka sig medan, är skadan fortfarande närvarande inom den genetiska koden, och en onormal cell med cancerpotential är resultatet. Ett enstaka, eller ett fåtal, fall av initieringsprocessen är vanligtvis inte tillräckligt för att få cancer att utvecklas; andra faktorer, vanligtvis kallade ”promotorer”, ses ofta, som verkar vara närvarande när okontrollerbar tillväxt äger rum. Dessa promotorer inkluderar faktorer som exponering för den ursprungliga kemikalien i höga mängder under en lång tidsperiod, näringsbrist eller en genetisk predisposition för cancer. Kopplingen mellan kemikalier och cancer är inte helt klarlagd, men de flesta forskare är överens om att en av dessa promotorer vanligtvis är närvarande när cancer utvecklas.
Forskningen om kemikalier och cancer har bedrivits i decennier; kanske den mest välkända studien av industri- och tobaksrök som ett potentiellt cancerframkallande ämne började i USA på 1930-talet. Under decennierna har dussintals cancerframkallande kemikalier, som bensopyren och formaldehyd, hittats i industri- och cigarettrök. Ett annat exempel på en vanlig kemikalie som är oroande är polyvinylklorid, som produceras när PVC-rör tillverkas. Dess närvaro i många applikationer som används av befolkningen gör den till en av många kemikalier som forskare fortsätter att forska i för att förstå deras specifika cancerframkallande mekanismer. Forskning om kemikalier och cancer sträcker sig till att använda vissa kemikalier för att behandla cancer när den uppstår, vilket kallas kemoterapi.
Orsak-och-verkan samband mellan kemikalier och cancer kan ses med bensen och leukemi, asbest och lungcancer, och vinylklorid och levercancer. Risken för cancer blir betydligt högre när man möter cancerframkallande kemikalier tillsammans. Ett exempel på detta koncept kan ses hos fabriksarbetare som dagligen utsätts för giftig arbetsplatsrök; arbetare som röker utöver denna exponering har 50 % högre chans att utveckla lungcancer.