Flüssiges metallisches Quecksilber wird von Haut und Schleimhäuten nicht nennenswert resorbiert. In Dampfform jedoch wird das metallische Quecksilber über die Atemwege schnell und vollständig aufgenommen. und kann in dieser Form die Blut-Hirn-Schranke sowie die Plazentabarriere passieren. Nach Resorption erfolgt hauptsächlich in den Erythrozyten eine Oxydation zu zweiwertigem Quecksilber, das mit Biomolekülen reagiert (z. B. mit SH-Gruppen) und über den Urin ausgeschieden wird. Ionisiertes Quecksilber wird im Magen-Darm-Trakt zu etwa 10 % resorbiert; im Vergleich zu elementarem Quecksilber wird es jedoch in geringerem Maße vom Gehirn retiniert. Ob Quecksilber aus Amalgamfüllungender Mutter in nennenswerter Menge auf den Föten übertragen wird, wird derzeit untersucht. Es wird in den Nieren und in der Leber angereichert (vermutlich infolge Bindung an Metallothionein, ein SH-gruppenreiches Protein).

 Organische Quecksilberverbindungen (hier sind insbesondere die Halogensalze des Methyl- und Äthylquecksilbers zu nennen) werden aufgrund ihrer Lipophilie zu 95 % gastrointestinal resorbiert und im Fettgewebe und im Gehirn gespeichert. Die biologische Halbwertzeit hängt von der Art der Quecksilberverbindung ab: Für elementares Quecksilber beträgt sie etwa 60 Tage, für anorganisches Hg etwa 40 Tage und für organische Quecksilber-verbindungen mehrere (1 -18) Jahre. Durch Komplexbildner wie z.B. das DMPS (Natriumsalz der 2,3-Dimercaptopropan-1-sulfonsäure) wird vermutlich vorwiegend das in den Nieren und in der Leber gespeicherte Quecksilber mobilisiert. Die Giftwirkung von Quecksilber beruht hauptsächlich auf der SH-Gruppen-Blockade von Enzymen und anderen Proteinen. Die Toxizität nimmt vom einwertigen anorganischen Quecksilber über das zweiwertige bis hin zum organisch gebundenen Quecksilber zu.