苯主要以蒸气形式通过呼吸道进入人体，皮肤可吸收少量。进入体内的苯主要分布在富于脂肪的组织中，如骨髓和神经系统。吸入的苯部分在体内氧化成酚类，随尿排出，故测定尿酚含量，可作为评价苯接触的指标。
苯的急性毒作用为中枢神经麻醉，慢性毒作用主要影响骨髓造血功能，表现为造血抑制和诱发白血病。苯的毒作用主要是苯在体内的代谢产物酚类，尤其是未被结合的游离酚类化合物所致。
酚类为原浆毒，可直接抑制造血细胞的核分裂，对骨髓中核分裂最活跃的幼稚细胞具有明显毒作用。一些酚类化合物还可影响白细胞中DNA的合成，导致染色体畸变。