黃曲霉毒素具有致突變性，能使人成纖維細胞發生程序外DNA合成，動物實驗可見染色體畸變，染色體斷裂，某些染色體4q、13q、14p發生缺失。AFB1是一種能導致生物體遺傳物質發生變化的致突變化合物，但 AFB1本身不能引起突變，而必須在機體內經過代謝活化后才具有致突變作用，稱為間接致突變物。AFB1由肝微粒體酶活化為親電子物，即AFB1-2，3-環氧化物，該環氧化物的第2個碳與DNA的鳥嘌呤酮基結合形成 AFB1-DNA加合物，此外，AFB1的代謝產物AFM1和AFP1也能轉化成親電子物而與DNA結合，AFB1-DNA加合物經去嘌呤反應形成AFB1-N7-鳥嘌呤，使DNA分子產生無嘌呤位置的缺口，因而造成DNA的損傷。
目前認為無論是DNA去嘌呤造成的損傷還是由于經酸、堿水解不斷蓄積開環加合物而使DNA分子發生的改變，都是突變前的一種改變，都有進一步發展為癌癥的可能性。