化学物对某一生物体的毒性较大，而对另一生物体的毒性较小，这种现象称为选择毒性。这里所说的生物体，可指微生物、植物、动物，可指正常人和病人，也可指同一机体内的不同器官、组织、细胞或亚细胞结构。这是一种普遍的生物现象，泛称为生物差异。

大多数工业毒物、农药及医疗用药都有选择毒性。例如，某些化学物对神经组织有明显的选择毒性，使暂时失去运动及知觉，这种毒性是可逆的，因此可以利用这种选择毒性作为手术时的麻醉药。化学治疗药物对微生物、寄生虫或肿瘤细胞有选择毒性，这种选择毒性要求是永久的或不可逆的，而对正常机体的毒性应该很小。杀鼠剂鼠特灵对大鼠的选择性极高，使大鼠血管收缩、生命器官缺血致死;但对其他哺乳动物(甚至小鼠及其他啮齿动物)都无毒害。二氯苯醚菊酯对昆虫的毒性很大，对哺乳动物的毒性较小，因此可用作高效、低毒杀虫剂。

选择毒性到处可见。例如人对阿托品比兔要敏感15倍，但兔对士的宁毒性比人敏感。工业毒物对不同种属动物的毒性不同，例如丙烯腈对小鼠的毒性比对大鼠高10倍，四乙铅对大鼠的毒性比对兔高，苯酚对猫的毒性比对狗高。脱氧炔诺酮抑制排卵的有效剂量在妇女是0.01mg/kg，在大鼠是2mg/kg，相差200倍;而影响子宫内膜分泌的有效剂量在妇女是0.04mg/kg，在兔是0.05mg/kg，相差不大。对于移植性沃克癌(Walker tu-mour)的治疗指数，CB1954(2，4-二硝基-5-乙撑亚胺基苯甲酰胺)是75，门冬酰胺酶无效;但对加德纳瘤(Gard-ner tumour)的治疗指数，门冬酰胺酶是7，000，而CB1954却无效。每天给雌鼠乙酰唑胺1.8g/kg，则38%的鼠产生畸胎; 但给雌猴每天16g/kg，却不产生畸胎。给大鼠反应停每天0.75g/kg，畸胎发生率<1%; 给猴每天0.02g/kg，却100%产生畸胎。

个体的差异很大，例如不同的高血压病人对降压药胍乙啶的日需量范围相差可达50倍。毒性的个体差异，主要决定于遗传因素，其次决定于环境因素。病理情况也影响到毒性，例如贫血病人接触铅，肝脏病人接触四氯化碳，肾脏病人接触砷，都更易中毒。即使是同一化学物和同一机体，在不同环境下也表现出不同作用。如吗啡镇痛效力在上半夜最强，到下午最弱。戊巴比妥的麻醉效力在下午最强，到下半夜最弱; 而其致死毒性在下午最弱，到下半夜最强。

产生选择毒性的主要环节在于药物代谢动力过程，也就是由于代谢途径和生化机理不同，而导致不同的毒性。例如，苯乙酸在人体内与谷氨酰胺结合，在其他动物与甘氨酸及葡糖醛酸结合，而在鸡则与鸟氨酸结合。苯异丙胺在人、猴、豚鼠体内的代谢是脱氨基作用，而在大鼠则是对位羟化作用。杀螨剂氟蚜螨在螨体内降解释放出氟乙酸而杀螨，但在哺乳动物体内并不如此降解，故毒性较小。兔血中有一种酯酶能水解阿托品生物碱，所以兔吃颠茄叶不会中毒，而其他动物缺少此酶，就会引起中毒。

与药物代谢有关的酶主要存在于肝脏中，称肝非特异性药物代谢酶，其中最关键的是肝微粒体细胞色素P-450酶系。八甲基焦磷酸胺(OMPA)注入大鼠腹腔，经肝内上述酶系作用转化成毒物; 但新生鼠无药物代谢酶活力，故对之无毒性。药物代谢酶活力随年龄而加强，雌鼠药物代谢酶活力比雄鼠低，因此到100天时，使雄鼠全部死亡的剂量仅能使雌鼠死亡20%，说明年龄和性别都有影响。又如有人使用同样剂量的己烯巴比妥，雌性大鼠睡眠时间平均90分钟，雄鼠仅睡22分钟，这是由于雌鼠的上述酶活力低，血浆中药物浓度高(平均65μg/ml)，雄鼠上述酶活力高，血浆药物浓度低(平均23μg/ml)的原故。

药物代谢酶的特点是可诱导性。杀虫剂如DDT、六六六等，由于对该酶具有诱导作用，可促进动物对类固醇及药物的代谢。以多氯联苯化合物 (PCBs) 1μ1涂于动物皮肤可使该酶活力明显增高，说明环境中某些污染物通过对酶的诱导作用可对生物体引起明显的不良反应。吸烟也可诱导人胎盘的芳香烃羟化酶的活力。

产生选择毒性的另一环节是受体的敏感性。个别的可出现过敏反应。许多疾病能改变受体对毒物的敏感性，例如治疗白血病的二氨基三唑 (guanazole)能抑制尿苷与胸苷掺入脱氧核糖核酸，这种抑制在白血病L₁₂10小鼠比正常小鼠更显著。

细菌和霉菌与高等细胞不同，因其细胞内压很高，故有一层很厚的细胞壁。很多抗菌素能改变细胞壁的结构和功能，引起细菌和霉菌的崩解。四环素能在细菌的浆膜中浓缩，并能抑制菌内蛋白质的合成; 而在哺乳动物的细胞中不能浓缩，因此对哺乳动物的毒性较小。磺胺药对微生物的四氢叶酸合成酶的亲和性很强，以致影响对氨基苯甲酸合成菌体所需的叶酸，于是使微生物受到抑制;而人体细胞不合成叶酸，故不受磺胺药的毒害。依米丁抑制哺乳动物肝内蛋白质的合成，但停药后恢复期内蛋白质合成立即增加; 在阿米巴则无此恢复期，故能杀死阿米巴。

肾上腺素能受体阻断药对该受体有特殊亲和力，对其他细胞的亲和力很小。肉毒毒素几乎全部积聚在外周运动神经的末梢。碘积聚在甲状腺。异丙嗪和氯丙嗪积聚在哺乳动物眼内的浓度比其他组织内的浓度高50倍。天然雄性激素双氢睾丸酮绝大部分积聚在前列腺。浓度分布的这种特殊性，也部分地解释了选择毒性的由来。抗癌药对癌细胞有选择毒性，对正常细胞的毒性较低，其机理的一部分即由于此。西玛津是应用在玉米地里的高效选择性除草剂，主要是由于它影响光合作用的希尔反应。动物没有光合作用，故它对动物无毒性。