Karsinogen dalam lingkungan berasal dari berbagai sumber, sebagian alami dan sebagian sintetis. Karsinogen yang ada di alam dapat berasal dari tanaman (misalnya thapsigargin, safrole), bakteri (misalnya Escherichia coli dapat mensintesis ethanethionine, flora usus dapat mensintesis nitrosamin pada kondisi tertentu), jamur (misalnya aflatoksin, fusarium), dan lain-lain. Namun lebih banyak lagi yang berasal dari sumber sintetis (misalnya hidrokarbon aromatik polisiklik, amina, obat anti-kanker, dll.), produk industri (misalnya bahan kimia tertentu, pewarna, pestisida, obat-obatan, dll.) atau lingkungan sehari-hari (misalnya asap rokok, produk perengkahan panas dari pemasakan makanan, semuanya mengandung berbagai karsinogen). Karsinogen kimiawi dari lingkungan masuk ke dalam tubuh dengan berbagai cara, terutama melalui saluran pencernaan, saluran pernapasan, dan kontak dengan kulit. Banyak karsinogen tidak langsung dapat menjadi karsinogen akhir melalui oksidasi, reduksi, hidrolisis, dan reaksi kimia lainnya yang melibatkan oksidase fungsi campuran sitokrom P-450, berbagai reduktase atau enzim hidrolitik. Karsinogen akhir sebagian besar merupakan molekul elektrofilik yang dapat berinteraksi dengan gugus nukleofilik dalam DNA, RNA, protein, dan makromolekul biologis lainnya, yang menyebabkan kerusakan DNA atau adisi DNA, kelainan kromosom, mutasi sel, dan karsinogenesis. Tingkat metilasi DNA seluler mengatur ekspresi gen, dan karsinogen kimiawi dapat menyebabkan penurunan tingkat metilasi sitosin dalam sel, yang dapat mengaktifkan onkogen tertentu dan menyebabkan keganasan seluler. Di sisi lain, beberapa karsinogen tidak aktif atau dikeluarkan dari tubuh melalui reaksi pengikatan glukuronosiltransferase, glutation transferase, sulfotransferase, dan asetat transferase. Keberadaan dan aktivitas berbagai enzim di dalam tubuh diatur oleh fenotipe genetik tubuh, sehingga proses aktivasi karsinogen kimiawi yang menyebabkan tumorigenesis secara in vivo dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan dikontrol oleh latar belakang genetik tubuh. Fenotipe genetik individu dalam populasi sangat bervariasi, sehingga menentukan sensitivitas individu yang berbeda terhadap karsinogen kimia. Karena aktivasi metabolik karsinogen sangat bervariasi pada organisme, beberapa bahan kimia bersifat karsinogenik pada satu hewan tetapi tidak pada manusia atau hewan lainnya. Bahkan jika keduanya sama-sama karsinogen, perbedaan kapasitas karsinogeniknya sangat besar. Sebagai contoh, aflatoksin B1 pada konsentrasi 1/1 miliar dapat dengan mudah dan berhasil menginduksi kanker hati pada tikus, sementara pakan safrole digunakan pada konsentrasi beberapa persen untuk menginduksi keberhasilan, sebuah perbedaan ratusan ribu kali lipat. Perbedaan yang begitu besar dalam intensitas kerja karsinogen kimiawi sangat penting secara praktis dalam memperkirakan bahaya realistisnya. Sebagai contoh, jelas bahwa sakarin adalah karsinogen kandung kemih yang sangat lemah, diperkirakan Amerika Serikat memiliki sekitar 50 juta orang yang menggunakan sakarin, diperkirakan setiap tahun dapat menyebabkan sekitar 50 kasus pasien kanker kandung kemih; tetapi jika larangan sakarin, orang akan beralih ke sejumlah besar aplikasi gula, jumlah total kematian yang disebabkan oleh memburuknya diabetes, penyakit kardiovaskular, obesitas, dll. Lebih dari 50 kasus kanker kandung kemih yang serius berkali-kali, sehingga Amerika Serikat tidak secara ketat melarang sakarin. Inilah sebabnya mengapa sakarin tidak dilarang secara ketat di AS. Sinar ultraviolet (Uv) telah dikaitkan dengan perkembangan tumor kulit. Sinar matahari adalah sumber utama paparan sinar ultraviolet pada manusia, yang menyumbang sekitar 5% dari energi sinar matahari di permukaan. Panjang gelombang sinar ultraviolet berkisar antara 100 hingga 400mm dan dibagi menjadi tiga pita, yaitu UVA (315 hingga 400mm), UVB (280 hingga 315mm), dan UVC (100 hingga 280mm). Pada sinar ultraviolet permukaan siang hari, UVA menyumbang sekitar 95% UVB menyumbang 5%, UVC sepenuhnya diserap oleh atmosfer tidak dapat mencapai tanah. Radiasi UVB dapat menyebabkan kerusakan DNA seluler dan ikatan silang DNA-protein serta penyimpangan kromosom. UVB juga dapat menghambat fungsi kekebalan kulit, sehingga memudahkan sel yang bermutasi untuk lolos dari pengawasan kekebalan tubuh, yang kesemuanya kondusif untuk terjadinya kanker kulit skuamosa dan karsinoma sel basal, dan mungkin juga berdampak pada penyebab melanoma. Menurut statistik, kejadian kanker kulit skuamosa dan karsinoma sel basal pada kepala dan leher pekerja di luar ruangan sering kali lebih tinggi dibandingkan dengan pekerja di dalam ruangan. Dalam beberapa tahun terakhir, karena degradasi lingkungan, lapisan ozon atmosfer telah berkurang dan lubang ozon bumi telah muncul, intensitas radiasi ultraviolet di permukaan akan meningkat secara dramatis dan potensi risiko kanker kulit pada manusia akan sangat meningkat. Diperkirakan bahwa pengurangan 1% ozon di atmosfer akan meningkatkan kanker kulit sebesar 2% hingga 6%, dan Amerika Serikat akan mengalami peningkatan 10.000 hingga 20.000 pasien kanker kulit setiap tahunnya. Masalah-masalah ini telah menimbulkan keprihatinan besar bagi para ilmuwan dari seluruh dunia.