Механизм действия сероуглерода многообразен. Способность его соединяться с аминогруппами белков и аминокислот ведет к инактивации ферментных систем, содержащих функционально-активные SH-группы. Сероуглерод нарушает обмен ряда биоэлементов и ферментных систем, нуждающихся в ионах металлов. Сероуглерод связывает пиридоксин, что ведет к нарушению образования витамина В6. также нарушается обмен серотонина и витамина РР.
Сероуглерод и его метаболиты угнетают цитохромоксидазу, щелочную фосфатазу, алкогольдегидрогеназу и холинэстеразу.
Влияя на липоидный обмен сероуглерод, ведет к увеличению холестерина, липопротеидов, развитию атеросклероза.
Сероуглерод обладает специфическим нейротоксическим действием, в больших концентрациях он действует наркотически. Интенсивность поражения разных отделов нервной системы различна.
Индивидуальная чувствительность к сероуглероду различна. Однако основное значение имеет концентрация его в воздухе рабочих помещений и продолжительность воздействия. Длительная работа в условиях воздействия сероуглерода в концентрациях, даже близких к предельно допустимым, не безразлична для организма. Малые концентрации сероуглерода изменяют гематологические показатели, снижают гормональную активность и иммунобиологическую реактивность организма.
Сероуглерод обладает эмбриотоксическими свойствами; выделяясь с молоком матери, он оказывает неблагоприятное воздействие на постнатальное развитие ребенка.
Большие концентрации токсического вещества способны вызвать острое отравление. При длительном многолетнем воздействии малых концентраций может развиться хроническая интоксикация.
Следует отметить, что метаболиты сероуглерода обладают токсической активностью, иногда большей, чем исходное вещество.