Trata-se de um metal de alta toxicidade renal, que pode causar lesão tubular e glomerular com proteinúria característica, inicialmente de proteínas de alto peso molecular e, nos casos de exposição crônica, envolvendo moléculas menores.

A anemia hipocrômica grave é frequentemente encontrada em trabalhadores expostos a altos níveis de cádmio.

Em exposições crônicas a baixas concentrações de cádmio, o pulmão é, normalmente, o primeiro órgão a ser afetado.

A maior parte do cádmio no organismo está ligado à metalotioteína, uma proteína de baixo peso molecular que se encontra no fígado.