Związki te działają również toksycznie na narządy, powodując zmiany morfologiczne w wątrobie i nerkach. Niektóre węglowodory chlorowane (DDT, heptachlor) są inhibitorami enzymów cyklu oddechowego i przemiany węglowodanowo-fosforanowej. Związane z tym niedotlenienie tkanki mózgowej może wyjaśniać przyczyny powstawania wielu objawów klinicznych zatrucia, pochodzenia ośrodkowego. Insektycydy cyklodienowe (dieldryna), naruszając przemiany aminokwasów, zwiększają zawartość amoniaku w mózgu. Zaburzenia w zapisie EEG obserwowano wiele miesięcy po zatruciu.
Nie wszystkie insektycydy z tej grupy działają tak samo. Przypuszcza się, że działanie pobudzające lub depresyjne izomerów HCH wynika z ich różnej zdolności do przenikania przez błony komórkowe do wnętrza aksonów.
Objawy zatrucia Po 0,5–1 godziny po przyjęciu większych dawek insektycydów pojawiają się wymioty i biegunki.Wolniej rozwijają się objawy neurologiczne: osłabienie kończyn drętwienie niepokój i pobudzenie drżenia powiek i mięśni przechodzące z czasem w uogólnione drgawki kloniczne objawy uszkodzenia wątroby zmiany w zapisie EEG Zgony następują rzadko, a ich przyczyną jest porażenie ośrodka oddechowego i naczynioruchowego.
Dawka śmiertelna DDT dla człowieka wynosi ok.