این ترکیب در بین سایر کلرهیدروکربن ها کمی سمی می باشد. با این وجود، هنوز هم در مورد ایمنی آن نباید مطمئن بود. متیلن کلراید فراریت بالایی دارد و می تواند به راحتی به بخار تبدیل شود. به همین دلیل احتمال استنشاق این ماده بسیار زیاد است که می تواند به سلامت انسان آسیب برساند.
این ماده همچنین می تواند از طریق پوست جذب شود. استنشاق بیش از حد این ماده باعث کاهش تمرکز، سرگیجه، حالت تهوع، ضعف، بی حسی و سرگیجه شود. اینها تنها برخی از عوارض جانبی استنشاق این ماده می باشد و از عوارض جانبی جدی تر می توان به خفگی، کما یا حتی مرگ اشاره کرد.
آزمایشات صورت گرفته در آمریکا نشان می دهد که این ماده باعث سرطان ریه ها، کبد و لوزالمعده می شود و یک ماده سرطان زا محسوب می شود. همچنین می تواند باعث سرطان پستان و سرطان غدد بزاقی شود. البته باید گفت که این آزمایشات روی حیوانات انجام شده و تاکنون این موارد برای انسان ثابت نشده است. استنشاق این ماده برای افرادی که مشکلات قلبی دارند بسیار خطرناک است و می تواند باعث تشدید ضربان قلب نامنظم یا حملات قلبی شود.
همه افراد به عنوان مصرف کننده یا کارگر مجموعه های صنعتی که با متیلن کلراید سر و کار دارند، می توانند در معرض این ماده شیمیایی قرار بگیرند. استنشاق دود یا بخارات این ماده شیمیایی خطرناک است و امکان جذب آن از طریق پوست وجود دارد. بخارات این ماده شیمیایی سنگین تر از هواست بنابراین غلظت آن در نزدیک زمین یعنی درست جایی که همه ما نفس می کشیم، بیشتر است.
این ماده شیمیایی در بدن به مونوکسید کربن تبدیل می شود و می تواند اکسیژن رسانی به قلب را مختل کند. در دوزهای بالا این ماده شیمیایی مرکز تنفس در مغز قربانی را خاموش کرده و باعث مرگ می شود.متیلن کلراید در دمای اتاق فرار است و می تواند غلظت هایی از بخارات های سمی را در یک مکان سربسته ایجاد کند. این ماده به مقدار کم در آب حل می شود ولی با اکثر حلال های آبی قابل انحلال است.
شایان ذکر است که متیلن کلراید به عنوان یک ماده از بین برنده ازون دسته بندی نمی شود زیرا عمر این ماده در جو بسیار کوتاه است به گونه ای که این ماده قبل از رسیدن به لایه ازون تجزیه می شود.قرارگرفتن در معرض مقدار بالایی از بخارات متیلن کلراید برای چشم ها و پوست تحریک کننده است و تماس طولانی مدت پوست با این ماده شیمیایی باعث سوختگی شیمیایی خواهد ولی جذب پوستی آن آنقدر زیاد نیست که باعث سمیت سیستمیک شود.