Le chlordécone est une substance biomimétique dans les organismes mammaliens. Il se dissimule facilement dans la voie de la biosynthèse des acides biliaires primaires, et aussi dans celle de la biosynthèse des hormones stéroïdes. La littérature disponible en 1984 citait le foie comme lieu d'accumulation principal.
Avant 1979 en laboratoire, le modèle animal avait montré une néphrotoxicité (atteintes rénales) et une suppression de la spermatogenèse induite par le chlordécone qui était aussi déjà reconnu comme fœtotoxique. Des ouvriers exposés de manière chronique à ce produit (dont par contact) dans une usine de production des États-Unis, ont été victimes de problèmes neurologiques (irritabilité, tremblements, troubles de la vision, céphalées). Des effets toxiques sur le foie ont été observés, ainsi qu'une action de délétion de la spermatogenèse. Étant donné le délai de latence d'apparition des cancers chez l'homme, le caractère cancérigène du chlordécone n'est apparu qu'après quelques décennies.