L'ammoniaca ( 𝑁 𝐻 3 𝑁 𝐻 3 ) e lo ione ammonio ( 𝑁 𝐻 4 + 𝑁 𝐻 + 4 ) sono altamente tossici, specialmente per il sistema nervoso centrale, e irritanti per pelle, occhi e vie respiratorie. Il fegato converte normalmente l'ammonio in urea, ma alti livelli ematici (iperammoniemia) causano danni neurologici gravi. L'inalazione può provocare edema polmonare e tosse.
Livelli elevati di ammonio sono il più delle volte dovuti a patologie epatiche come epatiti o cirrosi: accumulandosi nel cervello, l'ammonio può causare l'encefalopatia epatica, una malattia che provoca alterazioni mentali e neurologiche causa di sonnolenza, confusione, disorientamento fino al coma.
È spesso prescritta in caso di sospetto di encefalopatia epatica, malattie metaboliche ereditarie, o per monitorare la funzionalità epatica e renale in pazienti con patologie croniche.
L'ammonio libero è altamente tossico per il sistema nervoso centrale: il fegato si incarica di neutralizzarlo convertendolo ad urea, che viene poi eliminata nelle urine.
L'alta tossicità dell'ammoniaca è da ricercare nel fatto che, disciolta nel sangue, innalza il pH ematico aumentando l'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno tanto da renderla incapace di rilasciarlo ai tessuti, e che si lega con l'α-chetoglutarato bloccando di fatto il ciclo di Krebs. Inoltre forma emboli gassosi.