Arsenatome können sich mit Atomen anderer Elemente zu einer Vielzahl von Verbindungen verbinden. Diese können in zwei Kategorien unterteilt werden, „anorganisch“ und „organisch“.“ In diesem Fall wird der Begriff „organisch“ im eigentlichen chemischen Sinne verwendet und bezieht sich auf Moleküle, die ein Gerüst aus Kohlenstoffatomen haben. In einer „organischen“ Arsenverbindung ist das Arsenatom an einen Kohlenstoff gebunden, der beispielsweise Teil eines Zuckermoleküls wie Ribose sein kann. Diese „organische“ Sorte ist komplizierter in der Struktur, aber harmlos. „Anorganische“ Arsenverbindungen hingegen enthalten keinen Kohlenstoff und sind im Allgemeinen einfache Moleküle wie Arsentrioxid. Diese Verbindungen sind hochgiftig.Arsentrioxid, das den Namen „Arsenpulver“ verdient, ist dasjenige, das historisch als tödliches Gift verwendet wurde. Grundwasser kann anorganisches Arsen in Form von Arsenit oder Arsenat enthalten, in dem Arsen an Sauerstoffatome gebunden ist. Das Trinken von solchem Wasser kann ein ernstes Gesundheitsrisiko darstellen, wie in Bangladesch gezeigt wurde, wo das Wasser in zahlreichen Brunnen Arsen in Konzentrationen enthält, die hunderte Male höher sind als 10 Teile pro Milliarde – die Zahl, die als das maximale sichere Niveau angesehen wurde. Ironischerweise wurden dieselben Brunnen überhaupt gebohrt, weil so viele Menschen an Magen-Darm-Erkrankungen starben, die durch das Trinken von Teich- und Flusswasser verursacht wurden, das durch Abwasser kontaminiert war. Epidemien von Hautunreinheiten, Lungenerkrankungen, Hautkrebs und Leberversagen haben bereits Menschen befallen, die kontaminiertes Brunnenwasser trinken. Im Gegensatz dazu sind organische Arsenstoffe wie Arsenobetain, die am häufigsten vorkommende Arsenverbindung in Meeresfrüchten, relativ ungiftig. Das liegt daran, dass die Arsenatome fest gebunden sind und nicht mit wichtigen Biomolekülen wie Proteinen verbunden werden können.

Die Quelle für organische und anorganische Arsenstoffe sind natürlich vorkommende Mineralien, wobei Arsenopyrit (FeAsS), Realgar (As4S4) und Orpiment (As2S3) Beispiele sind. Wenn diese erodieren, reagieren sie mit Feuchtigkeit und Sauerstoff zu Arseniten und Arsenaten, die wasserlöslich sind und folglich sowohl in der Oberfläche als auch im Grundwasser landen. In Oberflächengewässern können diese von Algen aufgenommen werden, die sie dann in Arsenzucker, Arsinolipide und Arsenobetain umwandeln.

Fische und andere Meereslebewesen ernähren sich von diesen Algen und konzentrieren die Arsenverbindungen. Aufgrund der relativ geringen Toxizität von organischen Arsenstoffen gibt es jedoch keine großen Bedenken hinsichtlich Arsen in Meeresfrüchten. Rice hingegen erzählt eine andere Geschichte. Es wächst in überfluteten Reisfeldern, wo das Wasser anorganische Arsen enthalten kann, die leicht von der wachsenden Pflanze aufgenommen und in das Getreide geleitet werden. Die Menge an Arsen, die in Reis landet, hängt von der lokalen Geologie ab. Kalifornischer Reis ist in der Regel sehr arsenarm.Offensichtlich ist es bei der Bestimmung des Arsengehalts von Lebensmitteln oder Getränken wichtig, zwischen den Formen von Arsen zu unterscheiden. „Total Arsenic Count“ kann irreführend sein, wie die Besorgnis über Apfelsaft zeigte, als die Ergebnisse der Dr. Oz Show auf inakzeptabel hohe Arsenwerte hindeuteten, die junge Mütter in Panik versetzten. Eine ordnungsgemäße Analyse durch die Food and Drug Administration ergab jedoch, dass die Konzentration von anorganischem Arsen, auf die es ankommt, innerhalb akzeptabler Werte lag. Die Vorschriften für Arsen in Apfelsaft sind jetzt in Kraft und müssen weniger als 10 ppb betragen, genau wie für Trinkwasser.

Zu einer Zeit machte die Toxizität anorganischer Arsenverbindungen sie im Kampf gegen Insekten und Nagetiere nützlich. Zum Beispiel fand Kupferacetoarsenit, das erstmals um 1814 durch Reaktion von Arsentrioxid mit Kupferacetat hergestellt wurde, sofortige Anwendung als Rodentizid. Es wurde verwendet, um Ratten in den Abwasserkanälen von Paris zu töten, daher der gebräuchliche Name „Paris Green.“ Während des Zweiten Weltkriegs wurde es aus Flugzeugen gesprüht, um Mücken zu töten, um Malaria in Italien zu bekämpfen. Aufgrund von Toxizitätsbedenken für Menschen wurden Arsen-Insektizide und Rodentizide in die Geschichtsbücher verbannt .