Quimicamente, alguns autores definem os metais pesados como um grupo de elementos situados entre o cobre e o chumbo na tabela periódica tendo pesos atômicos entre 63,546 e 207,2 e densidade superior a 4,0 gramas por centímetro cúbico. São, assim, qualquer composto de antimónio, arsénio, cádmio, crómio (VI), cobre, chumbo, mercúrio, níquel, selénio, telúrio, tálio ou estanho.Os seres vivos necessitam de pequenas quantidades de alguns desses metais, incluindo cobalto, cobre, manganês, molibdênio, vanádio, estrôncio, e zinco, para a realização de funções vitais no organismo. Porém níveis excessivos desses elementos podem ser extremamente tóxicos. Outros metais pesados como o mercúrio, chumbo e cádmio não possuem nenhuma função dentro dos organismos e a sua acumulação pode provocar graves doenças, sobretudo nos mamíferos, como câncer e outras doenças graves.
Quando lançados como resíduos industriais, na água, no solo ou no ar, esses elementos podem ser absorvidos pelos vegetais e animais das proximidades, provocando graves intoxicações ao longo da cadeia alimentar.
Terminologia
Um pré-requisito para a utilização segura do termo "metal" é sua classificação pela tabela periódica dos elementos químicos. Os metais são quimicamente definidos como elementos que conduzem eletricidade e calor, têm um brilho metálico, são maleáveis e dúcteis, formam cátions (porque perdem elétrons) e óxidos básicos. A partir dessa definição, a maioria dos elementos pode ser classificada como metais. A palavra "metal", no contexto dos metais pesados, pode se referir ao elemento puro, a um composto ou a uma liga que contenha mais de um elemento metálico.
Convencionalmente na química, a palavra "pesado" implica alta densidade.
