氟在自然界中分布广泛，化学性质活泼，常温下就可以和所有元素化合，因此自然界中常以化合物的形式存在。自然界中氟多在岩石中存在，是重要的化工原料，可应用于炼铝、磷肥、钢铁、有机氟高级润滑油、火箭燃料等的生产中。这些生产工厂所排出的含氟废水、废气、废渣都能造成环境污染。此外饮水中氟含量过高可造成饮水型中毒区；部分地区使用的燃煤含氟量高，用高氟煤进行做饭、取暖，尤其是无烟囱的敞灶燃煤，会造成室内空气和食物的污染，造成燃煤型中毒，这也是中国特有的氟中毒类型；此外，中国部分少数民族有饮砖茶的习惯，砖茶中的含氟量过高，也会形成饮砖茶型中毒区。
慢性氟中毒是最常见的一种，其发病机制主要与破坏钙磷正常代谢、抑制某些酶活性、损害细胞原生质、抑制胶原蛋白合成有关。
氟进入骨组织可以把其中的羟基磷灰石中羟基置换成氟磷灰石，进一步再取代磷酸根而最终形成难溶性氟化钙。这种氟化钙可以沉积在骨、软骨、关节、韧带等，造成骨质硬化、骨密度增加、骨膜和韧带等硬化。氟对骨膜、骨内膜刺激常导致骨膜、骨内膜增生和新骨形成，进而发生骨骼形态和功能的改变。
过量的氟会消耗大量的钙，使血钙降低，进而刺激甲状旁腺分泌增多，抑制了肾小管对磷的重吸收，因此磷的排出增多，导致了磷代谢紊乱。血钙减少、甲状旁腺激素增加又会使钙从骨组织中释放入血，使骨质脱钙或者溶骨，造成骨质疏松和骨软化、变形。
氟可以和一些酶中的金属离子形成化合物，或者和酶中带正电的赖氨酸及精氨酸基团、磷蛋白以及一些亲氟的不稳定成分结合，而改变酶的结构、抑制酶的活性。如氟可以使抗氧化酶活性下降、自由基含量增多、使细胞损伤。
氟可以使氟化钙沉积在正在发育的牙组织中，致使牙釉质不能形成正常的棱晶结构，而是被不规则的球形结构所取代，造成局部粗糙、白垩状斑点、条纹等。如儿童断奶后摄入氟较多容易造成氟斑牙形成。
氟对神经系统、肌肉、肝脏、肾脏、心血管、内分泌腺等也具有一定的毒性，其原因可能与氟对细胞原生质、多系统酶活性的损害有关。氟可以直接作用于雄性生殖系统，破坏睾丸细胞的结构，影响其内分泌功能，使生殖功能下降。
氟中毒主要是慢性中毒，是一种主要的生物地球化学性疾病，主要包括如下几种表现：
慢性氟中毒病早期最常见而突出的症状，一般无自觉症状，主要是牙釉质的变化：①釉面光泽度改变，可见白垩状线条、斑点或斑块，且一经形成，永不消失。②釉面着色，可呈现不同程度的颜色变化，可见浅黄、黄褐、褐色甚至黑色的变化，染色区可以是小斑点、条斑，甚至布满大部分的釉面。③釉面缺损，其程度不一，可以是釉面细小的凹痕，乃至深层釉质较大面积的剥脱。④当牙齿发育完成后，慢性氟中毒的患者不产生氟斑牙，但是可以表现为牙磨损。
其发病过程缓慢，症状也缺少特异性。①疼痛。这是最常见的自觉症状，主要是腰背、四肢大关节持续性酸性疼痛，局部无红、肿、热现象，活动后可缓解，静止后加重。②神经症状。肢体麻木、蚁走感、知觉减退等感觉异常，也有肌肉松弛、握物无力、有脱力感、下肢支撑力减退等。③肢体变形。轻症患者一般没有明显变化，病情发展可表现为脊柱生理弯曲消失、活动范围受限、四肢关节僵直、上下肢弯曲变形等。④其他。出现头痛、心悸、乏力等神经衰弱症候群表现，以及恶心、呕吐、食欲不振等胃肠功能紊乱症状。
慢性氟中毒除了会对骨组织产生危害外，还可以对其他组织器官产生危害：①神经根损害症状常为首发症状，特点是沿受损神经根走向的放射性疼痛，咳嗽、打喷嚏、用力排便等可以使疼痛增加，相应皮肤可以查出痛觉过敏或痛觉减退。②地方性氟中毒患者常见手部肌肉或者下肢肌肉萎缩。③氟还可以对肾脏等脏器造成损害：主要表现为肾功能不全，导致肾脏排氟能力下降，造成机体氟贮留而加重中毒；还可以引起继发性甲状旁腺功能亢进，对心血管、肝脏等也均有影响。
中国《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）规定，生活饮用水中氟化物的含量不能超过1.0毫克/升。具体防治措施见地方性氟中毒。
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