二氧化硫作用的靶细胞主要是上呼吸道，因为它易溶于水形成亚硫酸刺激眼和鼻粘膜，具有腐蚀性；二氧化硫在组织液中的溶解度很高，所以吸人空气中的二氧化硫很快会溶解消失在上呼吸道，很少进入深部气道，因此只有深度呼吸或二氧化硫吸附在尘粒表面上时才有可能进入肺部。

    长期接触二氧化硫的人一方面刺激上呼吸道引起支气管平滑肌反射性收缩，呼吸阻力增加，呼吸功能衰落；另一方面刺激和损失粘膜，使粘膜分泌增多变稠，纤毛运动受阻，免疫功能减弱，导致呼吸道抵抗力下降，诱发不同程度的炎症，如慢性鼻咽炎、慢性支气管炎，支气管哮喘和肺气肿等。此外长期接触二氧化硫对大脑皮质机能产生不良影响，使大脑劳动能力下降，不利于儿童智力发育。