Son los principales agentes mutagénicos. Actúan directamente sobre el ADN causando cambios locales en la secuencia de nucleótidos.

Por ejemplo: Se ha determinado que el humo del cigarrillo posee un agente cancerígeno, benzo(a)pireno que se convierte en el hígado en un potente agente mutágeno del gen p53. Si a células epiteliales bronquiales se las exponen a este agente, mutan su ADN de tal manera que se genera cáncer de pulmón humano.

La siguiente tabla resume algunos agentes químicos, el órgano que afectan y cuál es su fuente.

AGENTE QUÍMICO	CÁNCER	FUENTE
Arsénico y sus derivados	Pulmón y piel	Subproducto de la fundición de metales. Aguas contaminadas.
Asbestos	Pulmón y tubo digestivo	Aislante en algunas construcciones y resistentes al fuego, papel, etc.
Benceno	Leucemia y enfermedad de Hodgkin	Pinturas, adhesivos, detergentes.
Alquitrán y benzopirenos	Pulmón	Tabaco
Cromo	Pulmón	Pinturas, pigmentos y conservadores.
Óxido de etileno	Leucemia	Agentes de maduración para granos y frutas; en fumigantes para alimentos almacenados y como esterilizador material descartable.
Plomo	Pulmón	Nafta
Cloruro de vinilo	Hígado	Refrigerante. Adhesivo para plásticos.