Aufgrund ihrer chemischen Struktur sind PFAS nicht biologisch abbaubar und reichern sich deshalb sowohl in der Umwelt als auch im menschlichen Körper an. Die Halbwertszeit im Körper kann je nach Kettenlänge der PFAS zwischen wenigen Tagen und Monaten (z. B. PFHxA, PFBA) bis hin zu mehreren Jahren (z. B. PFOS, PFOA, PFHxS) liegen. Die Stoffe können auf verschiedenen Wegen in den Körper gelangen. Hauptsächlich über Lebensmittel und Trinkwasser, aber auch über Stäube oder die Haut, wenn PFAS z. B. in Salben enthalten sind.
Dort verursachen sie u. a. Leberschäden, stören den Fett- und Hormonstoffwechsel und sind teilweise krebserregend. Bei Schwangeren verursachen sie ein vermindertes Wachstum des Fötus und können auch in der Muttermilch nachgewiesen werden. Weitere entwicklungstoxische Effekte, die beim ungeborenen Kind auftreten können, sind eine verzögerte Entwicklung der Milchdrüse, ein geringeres Geburtsgewicht, sowie die Entwicklung von Nieren- und Hodenkrebs im Erwachsenenalter. Die genaue Wirkung der PFAS auf Säuglinge, ist jedoch noch nicht vollumfänglich erforscht und oft nur an Tierversuchen durchgeführt worden.
Studien und Untersuchungen verschiedenster Einrichtungen zeigen, dass die Anreicherung von PFAS im Körper zudem zu einer verminderten Immunantwort auf Impfungen, erhöhte Cholesterinwerte sowie ein höheres Risiko für Diabetes mellitus Typ II führen können.