Kontaminan kimia dalam pangan timbul dari pencemaran lingkungan, praktik pertanian, pengolahan industri, dan migrasi pengemasan. Berbeda dengan bahaya mikrobiologis, kontaminan kimia biasanya tidak dapat dimusnahkan melalui proses pemasakan atau pemanasan, sehingga pencegahan merupakan strategi pengendalian utama. Kontaminan kimia secara luas dikategorikan sebagai kontaminan yang terjadi secara alami, lingkungan, berasal dari proses, atau migrasi dari bahan kontak makanan. Batasan peraturan ditetapkan berdasarkan penilaian toksikologi dan ditegakkan melalui program pemantauan di seluruh dunia.
Residu pestisida mewakili kategori kontaminan kimia yang signifikan. Organofosfat dan karbamat menghambat asetilkolinesterase dan digunakan secara luas dalam perlindungan tanaman, sedangkan organoklorin seperti DDT, meskipun dilarang di banyak negara, tetap bertahan di lingkungan dan terakumulasi dalam jaringan lemak. Batas residu maksimum (MRL) ditetapkan untuk setiap kombinasi pestisida-tanaman berdasarkan praktik pertanian yang baik dan penilaian paparan makanan. Program pemantauan secara konsisten menunjukkan bahwa sebagian besar sampel makanan mematuhi batasan hukum, meskipun komoditas impor tertentu dan produk di luar musim menunjukkan tingkat pelanggaran yang lebih tinggi.
Logam berat termasuk timbal (Pb), kadmium (Cd), merkuri (Hg), dan arsen anorganik (As) masuk ke rantai makanan melalui tanah, air, dan udara yang terkontaminasi. Timbal terakumulasi di tulang dan menyebabkan efek perkembangan saraf, dengan biji-bijian sereal, sayuran, dan air minum sebagai sumber paparan utama. Kadmium terakumulasi di ginjal dan ditemukan dalam jumlah tertinggi pada kerang, jeroan, dan sayuran hijau yang ditanam di tanah yang terkontaminasi. Merkuri, khususnya metilmerkuri, terakumulasi secara hayati pada ikan predator dan menyebabkan kerusakan saraf. Arsenik, yang sebagian besar merupakan bentuk anorganik dalam beras dan produk berbahan dasar beras, diklasifikasikan sebagai karsinogen bagi manusia.
Kontaminan proses terbentuk selama pemrosesan makanan dan memasak. Akrilamida terbentuk dari asparagin dan gula pereduksi selama pemasakan dengan suhu tinggi di atas 120°C, terutama pada produk kentang, kopi, dan makanan panggang. Hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH) diproduksi selama memanggang dan mengasapi daging dan ikan. Furan terbentuk selama pemrosesan termal makanan kaleng dan makanan kaleng. Kloropropanol seperti 3-MCPD dihasilkan selama hidrolisis asam protein dan pemurnian minyak nabati. Etil karbamat terdapat pada makanan fermentasi dan minuman beralkohol. Pengemasan migran termasuk bisphenol A dari lapisan kaleng epoksi dan ftalat dari bahan plastik terus menjadi bidang penelitian aktif dan perhatian terhadap peraturan. Proses analisis bahaya mengidentifikasi bahaya kimia sebagai bagian dari HACCP. Mikotoksin adalah kelompok kontaminan kimia alami yang signifikan. Logam berat diukur menggunakan spektroskopi atom.
