遺傳毒性更昔洛韋濃度分別為50-500μg/ml和250-2000μg/ml時，體外可增加小鼠淋巴瘤細胞的突變和人淋巴細胞DNA的損傷。在小鼠微核試驗中，更昔洛韋在150和500 mg/kg(iv)(以AUC計算相當于人暴露量的2.8至10倍)時，有致裂變作用，但在50 mg/kg(以AUC計算，與人用藥劑量相當)時無此作用。Ames沙門氏菌試驗表明，更昔洛韋在500至5000μg/ml的濃度下，無致突變作用。
生殖毒性雌性小鼠靜脈給予更昔洛韋90 mg/kg/日(以AUC計算，約相當于人給藥劑5 mg/kg平均暴露水平時的1.7倍)，可引起交配行為減少，生育力降低，并增加胚胎死亡率。每日口服或靜脈給予本品劑量范圍為0.2-10 mg/kg時，可引起雄性小鼠生育力下降，并降低小鼠和狗的生精能力。不同種屬動物顯示毒性反應的最低劑量下的AUC范圍為推薦人靜脈劑量下AUC的0.03-0.1倍。
更昔洛韋靜脈給藥，對家兔和小鼠均顯示有胚胎毒性，并對家兔有致畸作用。在給藥劑量分別60 mg/kg/日和108 mg/kg/日(相當于人的2倍AUC)下，至少85%的家兔和小鼠出現胚胎重吸收。在家兔觀察到的作用包括胚胎生長遲緩，胚胎死亡，致畸和/或母體毒性。致畸作用包括：上顎裂，無眼畸形/小眼畸形，器官發育不全(腎和胰腺)。腦積水和短頜。在小鼠，可觀察到母體/胚胎毒性和胚胎死亡。
雌性小鼠在交配前、孕期和授乳期，每日靜脈給予90 mg/kg，可引起達1月齡的雄性動物后代睪丸和精囊發育不全，以及胃的非腺體區病理改變。以AUC計算，小鼠的暴露劑量約相當干人AUC的1.7倍。
致癌作用小鼠經口給予更昔洛韋劑量為20和1000 mg/kg/日時，有致癌作用(以AUC計算，分別相當干人靜脈給予推薦劑量5 mg/kg/日的0.1和1.4倍)。當劑量為1000 mg/kg/日時，顯著增加雄性小鼠包皮腺、雄性和雌性小鼠前胃(非腺性粘膜)、雌性小鼠生殖組織(卵巢，子宮，乳腺，陰蒂腺和陰道)及肝臟的腫瘤發生率。當劑量為20 mg/kg/日時，輕度增加雄性小鼠包皮腺和副淚腺、雄性和雌性小鼠的前胃和雌性小鼠肝臟的腫瘤發生率。當小鼠服用更昔洛韋劑量為1 mg/kg/日(以AUC計算，相當于人用劑量的0.01倍)時，未觀察到致癌作用。除了肝臟的組織細胞肉瘤，更昔洛韋引起的腫瘤一般為上皮或血管源性。雖然小鼠的包皮腺、陰蒂腺、前胃和副淚腺在人類沒有相應的組織部位，但應考慮更昔洛韋對人體潛在的致癌作用。