A utilização de agrotóxicos levanta uma série de preocupações ambientais. Mais de 98% dos inseticidas pulverizados e 95% de herbicidas chegam a espécies/vitimas diferentes daquelas às quais inicialmente se destinam e pretende, incluindo espécies que não são alvos, como a água, ar e solo. Os agrotóxicos são uma das causas da poluição da água, e alguns agrotóxicos, são poluentes orgânicos persistentes e contribuem em muito para a contaminação do solo.

            O uso de agrotóxicos também pode reduzir a biodiversidade e a fixação de nitrogênio, contribuir para o declínio dos polinizadores, destroir o habitat  e recursos alimentares (principalmente de aves) e contribuir para o declínio de espécies ameaçadas de extinção.

            Além de que a adubação química causa dois problemas sérios: a morte de microorganismos úteis do solo e a absorção forçada pela plantas, pois estes sais, além de se solubilizarem na água do solo, apresentam-se em altas concentrações. Este processo resulta em desequilíbrio fisiológico da planta, deixando-a suscetível aos parasitas. O uso de agrotóxicos também podem desequilibram as plantas, tornando-as mais suscetíveis.É comum que logo depois de uma aplicação de agrotóxicos as plantas sofram ataques ainda mais fortes pois as pragas podem denvolver uma resistência aos agrotóxicos utilizados, obrigando o agricultor a recorrer a venenos mais fortes ainda.

         A exploração em monocultura (objetivo principal no uso e filosofia pelos herbicidas), resulta em profundos desiquilíbrios e maior incidência de pragas, que levam a utilização de mais agrotóxicos e assim por ai fora.

         Em termos industriais, acresce ainda um fato (que embora possa ter menos consequências diretas para o ambiente, tem maiores e mais nefastas sobre a nossa saúde) que os produtos alimentares industriais resultam da adição de inúmeros ingredientes químicos e de síntese, que por vezes chegam a ser bastante mais perigosos que os próprios agrotóxicos.