二甲苯有中等程度的燃烧危险。 由于其蒸气比空气重，燃烧时火焰沿地面扩散。 二甲苯易挥发，发生事故现场会弥漫着二甲苯的特殊芳香味，倾泄入水中的二甲苯可漂浮在水面上，或呈油状物分布在水面，可造成鱼类和水生生物的死亡。
二甲苯对人体的危害是非常大的，二甲苯具有中等毒性。二甲苯急性中毒：短期内吸入较高浓度的二甲苯，出现眼及上呼吸道明显刺激症状，如眼结膜及咽部的充血，出现头晕、头痛、恶心、胸闷、四肢无力、意识模糊、步态蹒跚，严重者可有躁动、抽搐或昏迷，会有癔病样发作的症状。
二甲苯慢性中毒会出现神经衰弱综合征，女性可以导致月经异常。皮肤接触可以发生皮肤干燥、皲裂、皮炎。长期接触二甲苯的患者，最好佩戴一些防护性的器具，比如过滤式的防毒面罩、化学安全防护镜、防毒渗透工作服等。
