Сероводород легко взаимодействует с железом, переводя его в сульфид и тем самым разрушая многочисленные железосодержащие белки -- гемоглобин, миоглобин, цитохромы, различные железосодержащие ферменты (например, пероксидаза). В результате сероводород блокирует функционирование множества важнейших систем клетки и в целом организма. Из-за разрушения гемоглобина кровь теряет способность переносить кислород и углекислый газ.
В результате сероводород является столь же токсичным, как и синильная кислота. При высокой концентрации он вызывает наступление почти мгновенной (за секунды) биологической смерти. Сероводород на временах порядка нескольких часов проявляет себя, как кумулятивный яд, постепенно униичтожая гемоглобин крови. При более низких концентрациях, время, необходимое для летального исхода, увеличивается и бывают случаи, когда внезапная смерть наступает через часы после начала экспозиции, при этом отравленный ничего не чувствует, потому что потеря обоняния и исчезновение ощущения характерного запаха сероводорода происходит в первые минуты. Исчезновение запаха сероводорода -- признак начинающегося отравления.
Малые концентрации сероводорода, не вызывающие летального исхода, вызывают однако хроническое отравление, проявляющееся анемией, потерей веса, нарушениями обмена веществ, негативным влиянием на органы дыхания и глаза.
ПДК сероводорода в жилой зоне -- 0,008 мг/м3, ощутимый его запах появляется при ~ 1,5 мг/м^3.