다이옥신은 각종 농약에 제조공정 불순물로 포함되며 자동차의 배출가스, 산불, 화재 등 다양한 경로로 발생할 수 있다. 다이옥신 배출량 자료와 오염원 자료를 토대로 살펴보면 폐기물 소각이 주요 원인임을 알 수 있다. 다이옥신은 소각되기 전의 폐기물에 이미 상당량이 포함되어 있을 뿐 아니라, 이를 소각하는 과정에서 추가로 다량 발생하게 된다. 폐기물에 존재하는 다양한 성분 중 특정 화합물은 완전히 분해되기 위해 높은 온도를 가해야 하는데, 소각온도가 충분치 않으면 화합물에 포함되어 있는 특정성분이 완전히 분해되지 않은 상태로 소각로를 빠져나가 연소가스의 다른 물질과 반응하여 다이옥신을 생성하게 된다. 따라서 폐기물을 소각 처리할 때 이에 대한 주의가 필요하다.
다이옥신은 물에 잘 녹지 않고 미생물에 의해서도 쉽게 분해되지 않아 자연계에서 한 번 생성되면 안정적으로 존재하는 성질을 가지고 있다. 이렇게 생성된 다이옥신이 물과 토양을 오염시켜 채소나 풀에 축적되게 되고, 오염된 채소나 풀을 먹고 자란 가축의 축산물(쇠고기, 돼지고기, 닭고기, 우유 등에 함유되어 있는 지방)을 다시 사람이 섭취함으로써 사람은 자연스럽게 다이옥신에 노출되게 된다. 또한 소각시설 및 살충제를 취급하는 공장 등에서 일하는 근로자는 흡입 및 피부 접촉을 통해 다이옥신에 노출될 수 있다. 그 이외에 직간접 흡연을 통해서도 다이옥신에 노출될 수 있다. 노출되는 다이옥신의 대부분(97~99%)은 음식물을 통해, 나머지(1~3%)는 호흡에 의해 노출되는 것으로 알려져 있다.
