常温で、無色の固体。蒸発しにくく、水には溶けにくいが、油脂類には溶けやすい。他の化学物質、酸、アルカリなどと反応せず、自然には分解しにくく比較的安定した状態を保つ。しかし、紫外線により徐々に分解される。
800℃以上の高温での完全燃焼により分解可能であるが、300℃程度の温度で「デノボ合成」により再合成される。
ごみの焼却などによる燃焼や薬品類の合成に際して、意図しない副生成物（非意図的生成物）として生じる。過去においては、米軍がベトナム戦争で散布した枯葉剤の中に不純物として含まれていたことは有名である。日本においても、PCBや農薬の一部に不純物として含まれて、環境中に排出されたという研究結果もある。
現在では、廃棄物の焼却処理過程においての発生が一番多く、その他、金属精錬施設、自動車排ガス、たばこの煙などから発生するほか、山火事や火山活動などの自然現象などによっても発生する。
一方で横浜国立大学の益永茂樹らは、過去に環境中に排出されたダイオキシン類として塩素系農薬、ペンタクロロフェノールおよびポリクロロフェニルニトロフェニルエーテル製造の副反応が主要な発生源であり、過去のこれらの農薬に不純物として含まれていたダイオキシン類が海に運ばれ魚を通じヒトに影響しているという推定を述べた。益永らによれば、この過去の排出の影響は現在の焼却過程によるものの4倍ほどとなっているという。
800℃以上の高温での保持時間を長くし完全燃焼させ、300℃程度の温度の滞留時間を短くするため急速冷却し、活性炭により生成された微量のダイオキシン類を吸着しバグフィルターでろ過してから再加熱し大気中に放出している。また、灰や活性炭などは固化処理などを行いダイオキシン類や重金属類などの溶出を防止している。処理した固化物などは管理型最終処分場に埋め立て処分することが定められている。
塩素を含む薬剤、漂白剤などの使用。 プラスティックや食品トレイの燃焼によって発生する。
陸上動物[1]においても水生生物[2]においても食物連鎖の低位にある生物よりも高位にある生物の方がより高いダイオキシン濃度を示すことが知られている。一方、PCDD、PCDF については、食物連鎖の高位にある生物の方がより低い濃度を示す傾向があることが確認されている[3]。
あるいは枯葉剤の中に含まれていたダイオキシンの量にくらべ、1997年の日本の水田で使用されていた農薬に含まれていた量はベトナムに散布されたダイオキシンの量の8倍であった。日本の水田への農薬散布による土壌ダイオキシン汚染が問題視されることもある。しかし、最近の研究結果よりコメは土壌中よりダイオキシン類を吸収しないと考えられている[4]。また比較的脂肪を多く含む大豆も土壌中よりダイオキシン類を吸収しないと考えられている[5]。また他の作物の調査結果においても、土壌ダイオキシン類濃度に比べて作物での濃度は数百倍以上低く[6]生物濃縮されている事例はない。
ダイオキシン類は消化管、皮膚、肺より吸収されることが判明しているが、一般的な生活状況では日常生活におけるダイオキシン類の総摂取量のほとんどは経口摂取によると報告されている。
ダイオキシン類の1人1日摂取量-[7]-摂取源摂取量
単位pg-TEQ/kg/日
大気0.019
土壌0.0052
魚介類1.15
肉・卵0.14
乳・乳製品0.032
穀物・芋0.0014
有色野菜0.0018
その他0.007
計約1.35
経口 : ダイオキシン類が付着しているまたはダイオキシン類を含有している食品を摂取し、消化器官から体内に吸収される。
経気道 : 気体や微細な粉塵となったものを呼吸によって吸い込む。
経皮 : 皮膚に付着した粉塵や気体などを皮膚表面から吸収する。
経口吸収率は脂肪に溶けている場合は90%に近いが、食物に付着している場合は50%?60%程度に半減すると考えられている。また生物種の違いにより経口吸収率に大差は認められていない。実験動物に経口投与した場合、おもに血液、肝臓、筋、皮膚、脂肪に分布し[8]、特に脂肪組織に分布し、この傾向は動物種によって違いはない。
ダイオキシン類摂取状況については食事由来のダイオキシン類摂取量は9都道府県での陰膳方式による摂取量調査の結果では平均1.25 pg/kg/day（最小値0.26?最大値2.60 pgTEQ/kg/day）であった。[9] [10]。
2004年の報告では、推定値は1.41pgTEQ/kg体重/日(0.48?2.93pgTEQ/kg体重/day)である[11]。
食事以外によるダイオキシン摂取量は少ないと推定されており、日本国の場合、大気由来は0.02?0.18pg/kg/day、水由来は0.001pg/kg/day、土壌由来は0.008?0.084pg/kg/dayと推定されている[12]。食品では、生物濃縮される動物性食品からが大半である。