Dampak pencemaran tanah terhadap kesehatan tergantung pada tipe polutan, jalur masuk ke dalam tubuh dan kerentanan populasi yang terkena. Kromium, berbagai macam pestisida dan herbisida merupakan bahan karsinogenik untuk semua populasi.Timbal sangat berbahaya pada anak-anak, karena dapat menyebabkan kerusakan otak, serta kerusakan ginjal pada seluruh populasi.
Paparan kronis (terus-menerus) terhadap benzena pada konsentrasi tertentu dapat meningkatkan kemungkinan terkena leukemia. Merkuri (air raksa) dan siklodienadikenal dapat menyebabkan kerusakan ginjal, beberapa bahkan tidak dapat diobati. PCB dan siklodiena terkait pada keracunan hati. Organofosfat dan karmabat dapat dapat menyebabkan ganguan pada saraf otot. Berbagai pelarut yang mengandung klorinmerangsang
perubahan pada hati dan ginjal serta penurunan sistem saraf pusat.
Terdapat beberapa macam dampak kesehatan yang tampak seperti sakit
kepala, pusing, letih, iritasi mata dan
ruam kulit untuk paparan bahan kimia yang disebut di atas. Yang jelas,
pada dosis yang besar, pencemaran tanah dapat menyebabkan kematian.
Pencemaran tanah juga dapat memberikan dampak terhadap ekosistem.
Perubahan kimiawi tanah yang radikal dapat timbul dari adanya bahan
kimia beracun/berbahaya bahkan pada dosis yang rendah sekalipun.
Perubahan ini dapat menyebabkan perubahan metabolisme dari mikroorganisme endemik dan antropodayang hidup di lingkungan tanah tersebut. Akibatnya bahkan dapat memusnahkan beberapa spesies primer dari rantai makanan,
yang dapat memberi akibat yang besar terhadap predator atau tingkatan
lain dari rantai makanan tersebut. Bahkan jika efek kimia pada bentuk
kehidupan terbawah tersebut rendah, bagian bawah piramida makanan dapat
menelan bahan kimia asing yang lama-kelamaan akan terkonsentrasi pada
makhluk-makhluk penghuni piramida atas. Banyak dari efek-efek ini
terlihat pada saat ini, seperti konsentrasi DDT pada
burung menyebabkan rapuhnya cangkang telur, meningkatnya tingkat
kematian anakan dan kemungkinan hilangnya spesies tersebut.
Dampak pada pertanian terutama perubahan metabolisme tanaman yang
pada akhirnya dapat menyebabkan penurunan hasil pertanian. Hal ini dapat
menyebabkan dampak lanjutan pada konservasi tanaman di mana tanaman
tidak mampu menahan lapisan tanah dari erosi. Beberapa bahan pencemar
ini memiliki waktu paruh yang panjang dan pada kasus lain bahan-bahan kimia derivatif akan terbentuk dari bahan pencemar tanah utama.