Nonostante il termine metalli pesanti goda di grande popolarità è privo di solide basi scientifiche. È utilizzato tradizionalmente per indicare una serie di elementi chimici non essenziali per l'uomo che comprendono sia i metalli come, ad esempio, cadmio, piombo, mercurio sia i metalloidi, come l'arsenico, nelle varie forme in cui essi si presentano in natura.

I metalli pesanti sono componenti della crosta terrestre e sono naturalmente presenti nel terreno, nell'acqua e nell'atmosfera in piccole quantità (a livello di tracce). Dai loro siti di deposito possono essere mobilizzati dall'uomo a causa di attività estrattiva e di processi industriali. Possono contaminare l'ambiente e gli alimenti in seguito a fenomeni naturali, come ad esempio il vulcanismo, o attività umane come alcune lavorazioni industriali, l'incenerimento di rifiuti, il traffico delle auto, alcune pratiche agricole.

Gli esseri umani possono venire esposti ai cosiddetti metalli pesanti tramite l'ambiente (ad esempio per via inalatoria) o attraverso l'ingestione di cibo (inclusa l'acqua). La via di esposizione alimentare è di gran lunga la più significativa per la popolazione generale.

I metalli pesanti sono privi di funzioni fisiologiche e sono dotati di elevata tossicità a lungo termine. Il loro accumulo nell'organismo umano può causare, nel tempo, importanti effetti dannosi poiché interferiscono con il normale metabolismo cellulare arrivando a ostacolare il corretto svolgimento di funzioni vitali.

Per tutti loro lo Studio di Dieta Totale Nazionale (TDS) condotto dall'Istituto Superiore di Sanità (ISS) ha recentemente valutato l'esposizione alimentare per la popolazione italiana e indicato il rischio associato confrontando l'esposizione stimata con i Valori Guida per la Protezione della Salute (VGPS) definiti dall'Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA).