Hoewel selenium een essentieel sporenelement is, is het giftig als het teveel wordt ingenomen. Het overschrijden van de toelaatbare bovengrens van 400 microgram per dag kan leiden tot selenose. Dit aanvaardbare bovengrensniveau van 400 µg is voornamelijk gebaseerd op een studie uit 1986 van vijf Chinese patiënten die duidelijke tekenen van selenose vertoonden en een vervolgstudie bij dezelfde vijf mensen in 1992. In de studie uit 1992 werd in feite vastgesteld dat de maximale veilige Se-inname via de voeding ongeveer 800 microgram per dag (15 microgram per kilogram lichaamsgewicht), maar stelde 400 microgram per dag voor om een onbalans van voedingsstoffen in de voeding te voorkomen en om in overeenstemming te zijn met gegevens uit andere landen. In China hebben mensen die maïs hebben gegeten die is verbouwd in extreem seleniumrijke steenkool (koolstofhoudende schalie), geleden aan seleniumvergiftiging. Deze steenkool bleek een seleniumgehalte te hebben van wel 9,1%, de hoogste concentratie ooit in steenkool. Tekenen en symptomen van selenose zijn onder meer een knoflookgeur in de adem, gastro-intestinale stoornissen, haaruitval, vervelling van de nagels, vermoeidheid, prikkelbaarheid en neurologische schade. Extreme gevallen van selenose kunnen cirrose van de lever, longoedeem of overlijden vertonen. Elementair selenium en de meeste metaalseleniden hebben relatief lage toxiciteiten vanwege de lage biologische beschikbaarheid. Selenaten en selenieten daarentegen hebben een oxiderende werking die vergelijkbaar is met die van arseentrioxide en zijn zeer giftig. De chronische toxische dosis seleniet voor mensen is ongeveer 2400 tot 3000 microgram selenium per dag. Waterstofselenide is een uiterst giftig, bijtend gas. Selenium komt ook voor in organische verbindingen, zoals dimethylselenide, selenomethionine, selenocysteïne en methylselenocysteïne, die allemaal een hoge biologische beschikbaarheid hebben en giftig zijn in grote doses. Op 19 april 2009 stierven 21 polopony's kort voor een wedstrijd in de United States Polo Open. Drie dagen later publiceerde een apotheek een verklaring waarin werd uitgelegd dat de paarden een verkeerde dosis hadden gekregen van een van de ingrediënten die werden gebruikt in een vitamine / mineralensupplement dat onjuist was bereid door een bereidingsapotheek. Analyse van bloedspiegels van anorganische verbindingen in het supplement gaf aan dat de seleniumconcentraties 10 tot 15 keer hoger waren dan normaal in de bloedmonsters en 15 tot 20 keer hoger dan normaal in de levermonsters. Later werd bevestigd dat selenium de toxische factor is. Seleniumvergiftiging van watersystemen kan het gevolg zijn wanneer nieuwe landbouwafvoer door normaal droge, onontwikkelde gronden loopt. Door dit proces worden natuurlijke oplosbare seleniumverbindingen (zoals selenaten) uitgeloogd in het water, dat vervolgens kan worden geconcentreerd in nieuwe "wetlands" terwijl het water verdampt. Seleniumverontreiniging van waterwegen treedt ook op wanneer selenium wordt uitgeloogd uit de as van de kolenrook, mijnbouw en metaalsmelten, verwerking van ruwe olie en stortplaatsen. De resulterende hoge seleniumgehaltes in waterwegen bleken aangeboren afwijkingen te veroorzaken bij eierleggende soorten, waaronder moerasvogels en vissen. Verhoogde niveaus van methylkwik in de voeding kunnen de schade van seleniumtoxiciteit bij ovipare soorten versterken. Bij vissen en andere dieren in het wild is selenium noodzakelijk voor het leven, maar giftig in hoge doses. Voor zalm is de optimale concentratie selenium ongeveer 1 microgram selenium per gram totaal lichaamsgewicht. Veel onder dat niveau sterven jonge zalmen door een tekort; ver daarboven sterven ze door een giftige overmaat. De Occupational Safety and Health Administration (OSHA) heeft de wettelijke limiet (toelaatbare blootstellingslimiet) voor selenium op de werkplek vastgesteld op 0,2 mg / m2 gedurende een werkdag van 8 uur. Het National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) heeft een aanbevolen blootstellingslimiet (REL) van 0,2 mg / m2 gedurende een werkdag van 8 uur vastgesteld. Bij niveaus van 1 mg / m2 is selenium onmiddellijk gevaarlijk voor leven en gezondheid.