O artigo analisa o estabelecimento de nexos causais entre exposições ambientais e ocupacionais e doenças a partir das evidências epidemiológicas e experimentais. A alta probabilidade de explicações não causais para associações fracas encontradas por estudos observacionais é enfatizada, assim como as suas implicações para nortear intervenções em Saúde Pública, subsidiar diagnósticos de causalidade em Medicina do trabalho e perícias legais, e comunicação do risco. As limitações da estimativa do risco a partir unicamente das evidencias toxicológicas são comentadas, com destaque para a incerteza que cerca a extrapolação entre espécies, e a necessidade de levar em conta a relação dose-resposta e os níveis de exposição experimentados pelas populações humanas.