Je již dlouho známo, že plod může být citlivý na dopady nepříznivých vlivů prostředí. prenatální vývoj může být ovlivněn expozicemi, které se vyskytují u obou rodičů před početím a matky po početí.
Historicky se uznávalo, že některé infekce nebo jedy, které byly škodlivé pro těhotnou ženu, byly často stejně škodlivé nebo škodlivější pro plod. Příkladem byly infekční syndromy, jako je vrozený syndrom zarděnek a vrozená syfilis. V minulém století se objevily důkazy, že určitá vystavení vlivu prostředí, která nebyla zjevně škodlivá pro matku, mohla způsobit vážné poškození plodu. Látky, které způsobily vrozené vady a jiné nepříznivé účinky na plod, při absenci rozpoznané toxicity pro matky, byly: abnormality pohlavních orgánů a rakovina pochvy vyskytující se u dívek narozených matkám, kterým byl v těhotenství podáván estrogenní hormon diethylstilbestrol; fokomelie (porucha růstu pupenů končetin) u dětí narozených matkám, které užívaly thalidomid ke kontrole nevolnosti v těhotenství; a Minamatova choroba, epidemie dětí narozených s těžkou mentální retardací a deformacemi způsobenými otravou rtutí způsobenou tím, že matky jedly ryby kontaminované methylrtutí ze zátoky Minimata v Japonsku. V poslední době bylo zjištěno, že kouření tabáku matkami a dokonce tabákový kouř v prostředí, mírná konzumace ethanolu během těhotenství a nízká úroveň expozice olovu a rtuti mají nepříznivé dopady na růst a vývoj plodu.
Zdravá placenta skutečně tvoří bariéru pro většinu patogenů a pro některé xenobiotické látky. Svou konstrukcí je však nedokonalou bariérou, protože musí přepravovat látky potřebné pro růst a vývoj, jako jsou živiny a imunoglobuliny. Placentární transport může být pasivní difuzí pro menší molekuly, které jsou rozpustné v lipidech, nebo aktivním transportem pro látky, které jsou větší a/nebo elektricky nabité. Aktivně mohou být přepravovány některé toxické chemické látky. Předpokládá se například, že olovo je přepravováno pomocí mechanismů navržených pro transport železa, vápníku a případně dalších základních prvků, jako je zinek. Dávka látky, kterou plod obdrží, je určena množstvím látky transportované přes placentu a také rychlostí metabolismu a eliminace látky. Plod má nezralý metabolismus a není schopen detoxikovat látky příliš efektivně; jedinou cestou vylučování je difúze nebo aktivní transport zpět do mateřského oběhu nebo eliminace do plodové vody.
Načasování a trvání expozice jsou kritické. Úroveň odezvy na danou dávku se může dramaticky měnit v závislosti na stadiu vývoje, ve kterém je plod vystaven.
Identifikace potenciálních nebezpečí pro vývoj plodu vyžaduje základ vědeckých informací. V roce 2004 Brent navrhl soubor kritérií pro identifikaci příčin vrozených malformací, která jsou použitelná i pro vývojovou toxicitu obecně. Těmito kritérii jsou:
Bioakumulace a perzistence jsou důležitými aspekty ke zvážení, protože takové látky jsou s větší pravděpodobností přítomny v několika vývojových stádiích než látky, které jsou rychle eliminovány. Takové látky, známé jako perzistentní organické znečišťující látky (POP), zahrnují řadu chemických látek, o nichž je známo, že mají nepříznivé účinky na vývoj plodu vzhledem k úrovni a načasování expozice: polychlorované bifenyly (PCB), polychlorované dibenzo-p-dioxiny a polychlorované dibenzofurany a organochlorové insekticidy, jako je DDT, jsou příklady takových sloučenin, které mohou být pro plod toxické v dostatečně vysokých dávkách. Jiné, jako je olovo a methylrtuť, jsou perzistentní, ale nejsou bioakumulativní. (Později se takové chemické látky nadále přenášejí z matky na dítě mateřským mlékem.
Řada environmentálních toxinů, o nichž je známo, že mají nepříznivé účinky na vývoj plodu, jsou endokrinní disruptory. Procesy spojené s diferenciací a růstem embryonálních a fetálních buněk jsou pod přísnou kontrolou bezpočtu komunikačních systémů, z nichž některé zahrnují hormony. Zejména chemické látky, které napodobují nebo jinak narušují normální reakci na estrogen, androgen nebo hormon štítné žlázy, byly během vývoje plodu obzvláště znepokojující.
Obavy v této době vzbuzují také karcinogeny v životním prostředí. Výzkumy ukázaly, že in utero expozice karcinogenům může znamenat mnohem vyšší rizika než později v životě. To může být způsobeno rychlým růstem a diferenciací buněk během této doby, možná s menší schopností napravit poškození způsobené karcinogeny nebo vyvolat účinnou imunitní odpověď.