砷是广泛地分布于自然界的一种化学元素，无论土壤，人体或者动、植物体内都含有微量的砷。地壳含砷约为2～5ppm，一般土壤中砷的含量约为1～30ppm，而使用过含砷农药的土壤里砷往往可以积累到50ppm以上。按照土壤的性质来说，腐殖土中含砷量较高，砂土的含砷量则较低，也就是说，含有机质成分高的土壤里砷含量也都比较高。表层土壤里的砷，易于被空气氧化，主要形成毒性较低的砷酸盐化学形态，大部分砷化物与土壤胶体和有机物相结合而存在于土壤中，而且水溶性的砷化物极少。
砷在土壤中的化学形态与土壤的氧化还原电位关系密切。在一般情况下，旱田土壤中的砷主要以砷酸形式存在，渍水土壤中由于氧化还原电位降低，因而砷主要以亚砷酸的形态存在。亚砷酸（H3AsO3）的毒性要比砷酸（H3AsO4）大得多。由此可见，当土壤处于氧化状态时，土壤中的砷主要是以五价态的砷酸存在，它的毒性较小，而当土壤处于渍水的还原状态时，砷酸就被还原为亚砷酸，砷就以三价态的亚砷酸存在，其毒性就剧烈增加。
土壤的氧化还原电位取决于土壤整个体系的氧化还原电位，而与土壤中的各个氧化物质和还原物质无关，也就是说，完全受土壤中处于氧化状态的元素和化合物以及处于还原状态的元素和化合物的总体所支配。因此，上述方程的氧化还原电位还不能反映出土壤体系中的砷酸和亚砷酸的比率关系。实际上，土壤的氧化还原电位和砷酸与亚砷酸的比例关系极为复杂。在作土壤的培养试验时，当氧化还原电位约为零毫伏时（0mV），就发现水溶性的砷增加。进一步作栽培水稻的试验发现，当氧化还原电位在50毫伏以下时，砷就显著地危害水稻的生长发育。因此，当水田土壤的氧化还原电位处于100毫伏时，就可能形成亚砷酸。
土壤中的砷被作物吸收之后，就可能危害作物的生长发育。一般认为，砷危害作物的原因是由于砷阻碍了作物中水分的输送，使作物根以上的地上部分氮和水分的供给受到限制，造成作物枯黄。
对于砷对作物的危害人们曾作过不少研究。根据一般的盆栽作物试验的结果来看，当土壤的施砷量为25ppm时，作物就减产10％，施砷量为50ppm时，作物减产20％，施砷量达100ppm时，作物减产40％。更大剂量的砷则可能造成作物枯黄死亡。此外，不同类型的土壤对砷的危害程度有很大的影响。例如，在吸附力弱的砂土中，砷对作物的危害最大，反之，在吸附力强的黏土中，就不大容易发生砷害。
砷在作物体内的分布也不平衡。在蔬菜的地上部分比地下部分积累的多，水稻则是根部积累最多，茎叶次之，稻壳与糙米中最少。
在天然水体中，淡水含砷量都比较低，平均浓度约为0.0015～0.002毫克／升；海水含砷量约在0.05～5微克／升。
各种砷化物由多种渠道进入水体以后，其物理化学行为在很大程度上受水环境氧化还原因素的制约。由于表层水处于富氧状态，因此，表层水中的三价砷就易于被氧化成五价砷，并与水体中的氢氧化铁生成砷酸铁沉淀物。在深层水中，由于处于还原性环境中，因而五价砷又可被还原为三价砷，并和硫化合生成硫化砷沉淀物。硫化砷在底泥微生物的作用下，可生成气态的三甲基胂，于是排入大气。这个过程就是砷在水体中的主要迁移转化过程。
无论是无机砷还是有机砷，在水体中都能发生氧化还原、配位基交换、沉淀与吸附等化学物理过程。水体中的砷化物主要呈四种稳定的价态，即正五价、正三价、零价和负三价。零价态的元素砷只在极个别情况下存在。而负三价的砷也只在氧化还原电位最低的水体中存在，在水体富氧而氧化还原电位较高时，五价砷化物如H3ASO4、H2AsO-4、HAsO2-4及AsO43-等呈稳定状态。水体的氧化还原电位处于中值时，则三价砷化物如H3AsO3、H2AsO-3及HAsO32-呈稳定状态。
水体中的砷化物可以发生吸附和共沉淀作用。在富氧水体中，砷酸被水合氧化铁吸附而发生共沉淀作用。这是由于水合氧化铁表面带有正的电荷，因而易于吸附水中的带负电荷的砷酸离子，这种吸附力还比较强。各种砷酸盐都可以被氢氧化铝和粘土胶体颗粒所吸附。亚砷酸盐在水体中的行为也和砷酸盐相似，也同样能被水合氧化铁吸附而发生共沉淀作用。
水生生物对砷具有富集作用。例如，海水中砷的浓度约为0.05～5微克／升左右，海洋植物中的含砷量约为1～12毫克／千克（干重），海洋动物中砷的浓度约在0.1～50毫克／千克之间。砷还能以三甲基肿的形态富集于虾体内，其浓度可高达200毫克／千克。但是，淡水动植物体内的砷浓度要比海洋生物低得多。此外，在微生物的作用下，水体中的无机砷可以被转化为三甲基砷。
砷的毒性与其价态有关。三价的砷酸盐毒性较大，五价的砷酸盐和有机砷毒性较小。但是在体内不同价态的砷之间可以互相转化，并且无机砷在体内还可以发生甲基化作用。砷是很早就被人认识的有毒物质，并对人有致癌作用，因此应当十分注意它。
砷剂是一种外用医药，砷化物亦被用作农药。但是，在这些应用之前；砷化物很早就被用来杀人了，如众所周知的毒药“砒霜”就是三氧化二砷。有人曾对拿破仑死后的头发作过分析，并与含砷量0.8ppm的正常人头发相比，结果发现拿破仑头发的砷含量高达4.91ppm。拿破仑之死是否为砷毒害所致，这是怀疑拿破仑死因极为有名的一件事。
据报道，在台湾西海岸的一个狭长地域曾发现一种奇特的“黑足病”，症状为一种干性坏疽，发病率达5‰，患者有10％～20％死亡。黑足病多从手上或脚上发生，并有特有的潜伏期。经调查证明，这是由于饮水中砷含量较大所致。由于这个地区淡水较少，随着人口的增加，地表水不敷使用。从1900年至1910年间开始掘深井取水，井水中含砷量颇高，达1.2～2ppm，长期饮用含砷的水就导致慢性中毒。
黑足病患者有50％～70％的人有砷中毒导致的皮炎，而且在这些人中，每20个人中就有一人生皮肤癌。
根据对慢性砷中毒者的观察发现，砷可引起淋巴细胞染色体畸变。砷及砷化物的毒性问题，也是很复杂的。一般认为长期给予微量的砷，生物对此会产生适应性反应，这种现象，无论在个体或是在细胞中都会经常发现。