SO2 還可被人體吸收進入血液，對全身產生毒性作用，它能破壞酶的活力，影響人體新陳代謝，對肝臟造成一定的損害。慢性毒性試驗顯示，SO2 有全身性毒性作用。兔吸入18～22 mg/ m3 濃度的SO2，每日2 h，經半年左右，對傷寒病的免疫反應明顯下降。小鼠吸入5124 mg/ m3 低濃度SO2，經半年亦能出現免疫反應受抑制的現象。故長期接觸者可能會有呼吸道疾病發病率增加或感冒后不易痊愈，除由于SO2 的直接刺激作用外，尚可能與免疫反應受抑制有關。
曾經對長期接觸平均濃度在50 mg/ m3 的SO2 的人員進行調查，發現慢性鼻炎的患病率較高，主要表現為鼻粘膜肥厚或萎縮，鼻甲肥大，或嗅覺遲鈍等；其次患牙齒酸蝕癥；腦通氣功能明顯改變，時間肺活量及最大通氣量的均值降低；肝功能檢查與正常組比較有顯著差異。
SO2 還具有促癌性。動物試驗結果表明10mg/ m3 的SO2 可以加強苯并（a) 芘致癌作用，這種聯合作用的結果，使癌癥發病率高于單致癌因子的發病率。