CCl4中毒患者以吸入CCl4蒸汽中毒为主，也有误服四氯化碳液体或四氯化碳液体沾染皮肤引起中毒的，但少见。CCl4及其分解产物可经呼吸道吸收，皮肤接触吸收也快。在体内代谢迅速，吸入后约50%以原形自肺排出，20%在体内氧化转化，最终产物为二氧化碳。CCl4对中枢神经系统有麻醉作用，也损害周围神经，但较突出的是肝损害。CCl4在肝细胞内质网经羟化酶作用，产生自由基-C·Cl3，发生脂质过氧化，使内质网改变，溶酶体破裂和线粒体损伤及钙离子通透变化，引起肝细胞坏死。这是肝损害的可能原因。另外，急性四氯化碳中毒时还引起血管收缩，由于肾入球动脉收缩，造成肾脏缺血、缺氧、间质水肿，后者又使肾脏内压力增加，进一步影响肾血流灌注，降低肾小球滤过率;而出球动脉的收缩，影响了肾小管的营养，结果引起肾小管变性和坏死。