يعتبر ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) مادة خاملة وآمنة وقد تم استخدامه في العديد من التطبيقات لعقود من الزمن. ومع ذلك، مع تطور تقنيات النانو، يتم تصنيع واستخدام الجسيمات النانوية TiO2، ذات الخصائص الجديدة والمفيدة العديدة، بشكل متزايد. ولذلك يمكن توقع زيادة التعرض البشري والبيئي، مما يضع جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية تحت الفحص السمي. تظهر الدراسات السمية الآلية أن الجسيمات النانوية TiO2 تسبب في الغالب تأثيرات ضارة عن طريق تحفيز الإجهاد التأكسدي مما يؤدي إلى تلف الخلايا والسمية الجينية والالتهاب والاستجابة المناعية وما إلى ذلك.
ويعتمد مدى ونوع الضرر بشدة على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للجسيمات النانوية TiO2، التي تحكم توافرها البيولوجي وتفاعلها. استنادًا إلى الأدلة التجريبية المستمدة من دراسات الاستنشاق على الحيوانات، تم تصنيف جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية على أنها "مادة مسرطنة محتملة للبشر" من قبل الوكالة الدولية لأبحاث السرطان وكمادة مسرطنة مهنية من قبل المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية. تشير الدراسات التي أجريت على التعرض الجلدي لجسيمات ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية، والتي تكون كبيرة لدى البشر من خلال استخدام واقيات الشمس، إلى اختراق الجلد عبر الجلد بشكل ضئيل؛ ومع ذلك، هناك حاجة إلى بيانات حول التعرض طويل الأمد والآثار الضارة المحتملة لمنتجات الأكسدة الضوئية.
