Dioksin opisuje majhno družino nevarnih, strupenih kemikalij, ki jih v naravi redko najdemo, vendar se običajno proizvajajo kot stranski produkti drugih materialov. Povečanje količine sintetiziranih pesticidov v poznih šestdesetih letih prejšnjega stoletja je najprej opozorilo na možne strupene učinke dioksina na tovarniške delavce. Do takrat, ko so raziskovalci povezali dioksin z rakom, so te kemikalije iztekle in postale del obsežnega onesnaževanja okolja.
Kemično ima molekula dioksina atome klora, ki so na določenih točkah vezani na osnovno strukturo atomov kisika in ogljika. Lahko bi rekli, da se klor veže v strateško postavljenih intervalih, saj nekatere njihove lokacije povzročijo manj strupeno kemikalijo kot druge. Kljub temu se vse molekule, razporejene na ta način, sicer znane kot triklorofenoli, imenujejo dioksin. V surovi obliki je dioksin videti kot belkasti kristali, ki spominjajo na granulirani sladkor, vendar se za razliko od sladkorja ne raztopi v vodi. Je topen v maščobi, zato se lahko raztopi in shrani v človeških maščobnih oblogah.
Majhne količine dioksina so naravno prisotne pri visokotemperaturnem izgorevanju, na primer pri intenzivnih gozdnih požarih. Vendar pa je količina dioksina v okolju strmo narasla, ko so kemiki v šestdesetih letih 1960. stoletja začeli naslednjo dobo proizvodnje pesticidov. Močni defolianti, kot je Agent Orange, so ustvarili dioksin kot nenamerni stranski produkt. Sprva so samo tovarniški delavci, ki so bili izpostavljeni visokim ravnem dioksina, pokazali povečano stopnjo raka.
Kmalu so se vladne okoljske in zdravstvene agencije zanimale za nevarnosti za različne populacije in njihove stopnje izpostavljenosti. Začetne študije, osredotočene na populacijo z visokim tveganjem zaposlovanja, kot so sežigalnice smeti in proizvajalci herbicidov, so odkrile dobro ugotovljeno tveganje za nastanek raka, večjo incidenco srčnih bolezni, razvojnih zapletov, sladkorne bolezni, oslabljenega imunskega sistema in morda motenj reproduktivnih funkcij. Vendar je ta majhna skupina namigovala na možne težave pri širši populaciji, za katero se je izkazalo, da imajo nizko raven dioksina v maščobnih oblogah, običajno zaradi uživanja onesnažene hrane.
Kolikor biologi vedo, dioksin poškoduje normalne fiziološke funkcije s posnemanjem delovanja hormonov. To pomeni, da dioksin prodre v celične stene in spremeni DNK, tako da DNK pošilja nepredvidljiva sporočila. Posledica teh sporočil je spremenjena proizvodnja encimov in beljakovin, ne pa njihova pravilna regulacija s hormoni. Znanstveniki še ne razumejo v celoti povezave med spremenjeno DNK in boleznimi, kot je rak, vendar so zaskrbljeni zaradi toksičnih učinkov dioksina v zalogah hrane in podpirajo nadaljnje raziskave.