曼陀罗全草有毒，以果实特别是种子毒性最大，嫩叶次之，干叶的毒性比鲜叶小。曼陀罗中毒，一般在食后半小时，最快20分钟出现症状，最迟不超过3小时，症状多在24小时内消失或基本消失，严重者在24小时后进入晕睡、痉挛、紫绀，最后晕迷死亡。
曼陀罗的主要有毒成分为莨菪碱、阿托品及东莨菪碱（曼陀罗提取物）等生物碱，它们都是一种毒蕈碱阻滞剂，竞争毒蕈碱受体，打断副交感神经的支配作用。阿托品有刺激或抑制中枢神经系统作用，半衰期为2.5小时；东莨菪碱（曼陀罗提取物）与阿品托一样是一种颠茄碱，能阻断M胆碱受体，对呼吸中枢有兴奋作用，中枢作用以抑制为主，能抑制腺体分泌，对大脑有镇静催眠作用，半衰期为8小时。莨菪碱在外围和中枢的作用更强。它被用作胆碱酯酶的解毒剂和类胆碱能附加体，半衰期为3.5小时。生物碱的毒性作用主要是对中枢神经先兴奋后抑制，阻断乙酰胆碱反应，中毒后呈现交感神经高度兴奋状态，可刺激大脑细胞发生强烈的骚动，刺激脊髓神经反射系统，发生抽搐和痉挛。
曼陀罗中毒的解救方法多种，《动物毒物学》记载曼陀罗中毒后，应立刻用0.1%的高锰酸钾溶液或1%-6%的鞣酸洗胃，然后内服氧化镁、木炭末或通用解毒剂（活性炭2份、氧化镁1份、鞣酸1份），也可用盐类泻剂灌服，同时静脉注射葡萄糖溶液，以促进毒物的排出。呼吸抑制者应及时给予兴奋剂（如尼可刹米、洛贝林等）；《中药大辞典》记载：中药解毒可用甘草30克、绿豆60克煎汤频服或用绿豆120克、金银花60克、连翘30克、甘草15克煎水服；亦可用防风、桂枝煎汤服。
