大量接觸二惡英與癌癥存在直接聯系。政府健康機構已將二惡英歸類為人類致癌物，因為高水平接觸這種化學物質容易導致淋巴癌，乳腺癌，膽囊癌，血癌和軟組織肉瘤等疾病。不過，至今為止還沒有科學依據證實少量接觸二惡英與癌癥有關。