Η έκθεση σε χημικές ουσίες αποτελεί μια σύνθετη διαδικασία, η οποία περιλαμβάνει συνήθως δύο διαδοχικά στάδια. Κατά το πρώτο στάδιο, η χημική ουσία απομακρύνεται από το σημείο παραγωγής της, χρήσης ή αποθήκευσής της, για παράδειγμα μέσω εξάτμισης και μεταφοράς των ατμών στον αέρα. Κατά το δεύτερο στάδιο, η ουσία εισέρχεται στον ανθρώπινο οργανισμό. Η έκθεση μπορεί να είναι οξεία ή χρόνια, ανάλογα με τη διάρκεια και τη συχνότητα επαφής με τον χημικό παράγοντα.
Η είσοδος μιας χημικής ουσίας στον οργανισμό μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω τριών βασικών οδών:

• της εισπνοής,
• της απορρόφησης μέσω του δέρματος ή των ματιών,
• της κατάποσης.

Στους χώρους εργασίας, η συνηθέστερη οδός έκθεσης είναι η εισπνοή, ενώ ακολουθεί, ως προς τη συχνότητα, η απορρόφηση μέσω του δέρματος. Μέτρο της έκθεσης αποτελεί η δόση, δηλαδή το ποσό της ουσίας που προσλαμβάνεται από τον ανθρώπινο οργανισμό. Στην περίπτωση της εισπνοής, η δόση εξαρτάται τόσο από τη συγκέντρωση της ουσίας στον αέρα όσο και από τη διάρκεια της έκθεσης.
Στις περισσότερες περιπτώσεις, υπάρχει στενή σχέση μεταξύ της δόσης και των επιπτώσεων στην υγεία. Όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση ενός επιβλαβούς παράγοντα στον αέρα του εργασιακού χώρου και όσο μεγαλύτερη η διάρκεια έκθεσης, τόσο αυξάνεται η πιθανότητα εμφάνισης βλαβών στην υγεία, καθώς και ο αριθμός των εργαζομένων που ενδέχεται να εκδηλώσουν συμπτώματα επαγγελματικής ασθένειας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η ταυτόχρονη έκθεση σε περισσότερους από έναν χημικούς παράγοντες μπορεί να οδηγήσει σε ενισχυμένες, συνεργιστικές ή διαφορετικές επιδράσεις στην υγεία, λόγω της συνδυαστικής τους δράσης.
Ένα ευρύ φάσμα επαγγελματικών ασθενειών συνδέεται με την έκθεση σε χημικούς παράγοντες. Ενδεικτικό παράδειγμα αποτελεί η μολυβδίαση, η οποία σχετίζεται με τη μακροχρόνια έκθεση εργαζομένων σε αυξημένες συγκεντρώσεις σκόνης ή ατμών που περιέχουν μόλυβδο. Αντίστοιχα, άλλες ουσίες μπορεί να προκαλέσουν δερματίτιδες, άσθμα, νευρολογικές διαταραχές, καρκίνο ή βλάβες στην αναπαραγωγική ικανότητα. Για τον λόγο αυτό, ο έλεγχος της έκθεσης αποτελεί βασικό στόχο της επαγγελματικής υγιεινής και της πρόληψης στους χώρους εργασίας.