短時間吸入高濃度的正己烷可出現頭暈、頭痛、胸悶、眼和上呼吸道黏膜刺激及麻醉症狀。經口食入，可出現噁心、嘔吐、支氣管及胃腸道刺激，並影響中樞神經系統致急性呼吸損害，嚴重者可發生化學性肺炎和肺水腫。當食入量達50g時，可致死亡。濺入眼內可引起結膜刺激症狀。
長時間、低濃度接觸正己烷可引起多發性周圍神經病，多為感覺運動型多發性周圍神經病。表現為肢體遠端麻木、疼痛、下肢沉重感，跟腱反射減弱或消失，四肢遠端肌肉明顯萎縮，影響運動功能。該病起病隱匿而緩慢，從接觸到發病3~39個月，病程6~30個月不等。接觸程度越高，潛伏期越短。
工作中接觸正己烷可能導致職業性慢性正己烷中毒和職業性急性正己烷中毒等職業病的發生。