食品毒理學(food toxicology) 是研究食品中外源化學物質的性質、來源於形成以及他們的不良反應與可能的有益作用和機制，並確定這些物質的安全限量和評價食品安全性的一門科學。從毒理學角度，研究食品中可能含有的外源化學物質對食用者健康的危害，檢驗和評價食品的安全性或安全範圍，從而達到確保人類健康的目的。
食品毒理學主要是藉助於動物模型模擬引起人體中毒的各種條件，觀察實驗動物的毒性反應，再外推到人。
1.體內試驗：也稱爲整體動物試驗。可嚴格控制接觸條件，測定多種類型的毒作用。實驗多采用哺乳動物，例如大鼠、小鼠、脈鼠、家兔、倉鼠、狗和猴等。在特殊需要情況下，也採用魚類或其他水生生物、鳥類、昆蟲等。檢測外源化學物的一般毒性，多在整體動物進行，例如急性毒性試驗，亞急性毒性試驗、亞慢性毒性試驗和慢性毒性試驗等。哺乳動物體內試驗是毒理學的基本研究方法，其結果原則上可外推到人;但體內試驗影響因素較多，難以進行代謝和機制研究。
2.體外試驗：利用遊離器官、培養的細胞或細胞器進行毒理學研究，多用於外源化學物對機體急性毒作用的初步篩檢、作用機制和代謝轉化過程的深入觀察研究。體外試驗系統缺乏整體毒物動力學過程，並且難以研究外源化學物的慢性毒作用。
(1)遊離器官：利用器官灌流技術將特定的液體通過血管流經某一離體的臟器(肝臟、腎臟、肺、腦等)，藉此可使離體臟器在一定時間內保持生活狀態，與受試化學物接觸，觀察在該臟器出現有害作用，以及受試化學物在該臟器中的代謝情況。
(2)細胞：利用從動物或人的臟器新分離的'細胞(原代細胞)或經傳代培養的細胞如細胞株及細胞系。
(3)細胞器：將細胞製作勻漿，進一步離心分離成爲不同的細胞器或組分，例如線粒體、微粒體、核等，用於實驗。
3.限定人體試驗：通過中毒事故的處理或治療，可以直接獲得關於人體的毒理學資料，這是臨牀毒理學的主要研究內容。有時可設計一些不損害人體健康的受控的實驗，但僅限於低濃度、短時間的接觸，並且毒作用應有可逆性。保健食品的人體試食試驗。
4.流行病學調查：通過流行病學調查的方法，不僅可以研究已知環境因素(外源化學物)對人羣健康的影響(從因到果)，而且還可對已知疾病的環境病因進行探索(從果到因)。但流行病學研究干擾因素多，測定的毒效應還不夠深入，有關的生物學標誌還有待於發展。如突發性大規模食物中毒的調查。
