有些有机磷化合物于引起人或动物出现以胆碱酯酶抑制为主的急性中毒症状后8～14d，可再引起一些神经中毒症状。此种症状在摄入有机磷化合物8d之内一般不会出现，称为迟发神经毒性作用。检验此种毒性作用的动物试验称为迟发神经毒性试验。

迟发神经毒性作用主要表现为弛缓性麻痹或轻瘫。一般由下肢远端开始，并扩展到大腿和上肢，最后可出现脊髓损伤体征，如共济失调、强直，此外可能有食欲丧失等。严重者可出现痉挛性麻痹(强直)并持续多年，甚至死亡。病理组织学检查可见脊髓和外周神经有脱髓鞘现象，乙酰胆碱酯酶抑制与迟发神经毒性无关，阿托品亦无治疗效果，其发病生化机理尚未完全阐明。有人认为是神经系统中有一种神经毒酯酶，其活性部位被某些有机磷化合物磷酰化而失去活性。也有人认为主要与神经细胞溶酶体及其膜上的酶(如酸性磷酸酶)受损有关。

试验方法可用100～200d成年母鸡(100d以内的鸡不敏感)。最高剂量可相当对照组动物的LD50;但经口灌胃前10～15min (至迟灌胃后10min)，应注射与受试物等分子量的阿托品(至少10mg/kg体重)。由于阿托品的解毒作用，鸡可避免急性中毒死亡，并有可能于8～14d后出现迟发神经毒性作用。除对照组外可另设一阳性对照组。常用阳性对照物为三磷甲苯磷酸酯 (TOCP)。剂量为500mg/kg(体重)。观察21d。如21d后未出现典型迟发神经毒性症状，再重复一次，并再观察21d。所有死亡动物或已出现麻痹、一般状况极度恶化的动物和试验结束时存活动物均应解剖，取出脑、脊髓和坐骨神经，按病理学或组织学方法进行髓鞘染色。受损神经纤维髓鞘可完全或部分消失。根据鸡的中毒症状和组织学检查结果即可作出结论。也可测定神经组织中神经毒酯酶活力变化，出现迟发神经毒性时，此酶活力降低。神经毒酯酶活力测定法较病理组织学方法灵敏，并可定量表明迟发神经毒性作用的强弱。但关于神经毒酯酶的理论根据尚难肯定。

1975年世界卫生组织已将迟发神经毒性试验列入有机磷农药毒性试验观察指标，我国《食品安全性毒理学评价程序》以及《农药登记条例》均列入这一检验项目。美国等国家也规定，磷酸酯类和氨基甲酸酯类农药在使用前需进行迟发神经毒性试验。