Cadimi tích tụ chủ yếu ở thận trong thời gian tương đối dài từ 10-35 năm. Ăn uống thực phẩm chứa lượng cadimi cao sẽ có biểu hiện rối loạn tiêu hóa như buồn nôn, nôn mửa, đau bụng, tiêu chảy. Tình trạng nhiễm độc lâu ngày sẽ làm tổn thương chức năng hoạt động của thận, làm tăng sự bài tiết của các protein có trọng lượng phân tử thấp trong nước tiểu, tạo sỏi thận.
Nhiễm độc cadimi còn gây ra rối loạn chuyển hóa canxi, kéo theo các bệnh lý về xương như làm yếu xương, biến dạng xương, hủy mô xương, gây ra chứng loãng xương và những cơn đau nhức xương.
Ngoài ra, cadimi còn gây tổn thương đường hô hấp với các triệu chứng: Viêm mũi, giảm khứu giác, mất khứu giác. Hít phải bụi chứa oxit cadimi với liều lượng cao gây viêm phổi cấp tính, có thể dẫn tới chết người. Phơi nhiễm nghề nghiệp lâu dài với hàm lượng cao cadimi có triệu chứng viêm phế quản, viêm phổi mạn tính (ho, khó thở, đau ngực, sốt); góp phần vào sự phát triển của bệnh ung thư phổi. Một vài nghiên cứu cho thấy cadimi có thể gây ra các bệnh ung thư thận và tuyến tiền liệt. Cơ quan nghiên cứu quốc tế về ung thư (The International Agency for Research on Cancer - IARC) phân loại cadimi và các hợp chất cadimi là chất gây ung thư nhóm 1.
