Toksikoloji kendi içinde değişik konularla uğraşan birçok altbilim dalına ayrılır; bu altbilim dallarının başlıcaları ve ilgilendikleri konular aşağıdaki gibidir.
Klinik toksikoloji: Zehirlenmelerin nedeni, zehirlerin hayvanlardaki etkileri, tanı ve tedavisinden bahseden alt bilim dalıdır.
Kimyasal (analitik) toksikoloji: İnsan ve hayvanlardaki zehirlenme olaylarında zehirlenmeye neden olduğundan kuşkulanılan maddelerin kimyasal yöntemlerle aranması ile ilgilidir.
Forensik (adli) toksikoloji: Zehirlenme olaylarında kasıt olduğundan kuşkulanılan adli olayların çözümünde yardımcı olur. Klinik ve analitik toksikoloji dalları ile yakın ilişkilidir.
Çevre toksikolojisi: Çevre kirliliğine yol açan kimyasal maddeler ile bunların canlı ve çevre üzerindeki etkilerini inceler.
Endüstriyel ve ekonomik toksikoloji: Tarım zararlıları, hayvanlardaki parazitler ve çevre kontrolünde sinek ve sivrisinek mücadelesinde kullanılan kimyasal maddelerin geliştirilmesi ve kullanımı ile ilgilenen bilim dalıdır.
İmmunotoksikoloji: İlaç ve zehirlerin canlıların bağışıklık sistemi üzerine olan etkilerini inceler.
Nöyrotoksikoloji: İlaç ve zehirlerin canlıların sinir sistemi üzerine olan etkilerini inceler. Bunların dışında farmako-toksikoloji, fitotoksikoloji, radyo-toksikoloji, psikotoksikoloji gibi yeni alt bilim dalları da bulunmaktadır.