神經性毒劑是破壞人的神經系統正常傳導功能的一類毒劑，由於已裝備的神經性毒劑基本都是有機磷化學物質，所以又被稱為「含磷毒劑」。牠們是在研究農用殺蟲劑的基礎上發展起來的，主要代表物有塔崩、沙林、梭曼和維埃克斯等。
這類毒劑對腦，膈肌和血液中乙醯膽鹼酯酶有強烈的抑製作用，能造成乙醯膽鹼在體內過量蓄積，從而引起中樞和外周膽鹼能神經系統功能嚴重紊亂，因其毒性強、作用快，能通過皮膚、黏膜、胃腸道及肺等途徑吸收引起全身中毒，加上其性質穩定、生產容易、使用性能良好.因此被稱為「現代毒劑之王」，是目前外軍裝備的主要化學毒劑。神經性毒劑主要由兩大類：一類是氟膦酸酯與氰膦酸酯化合物，稱為G類毒劑，揮發度較高，多作為非持久性毒劑使用；另一類為硫趕膦酸酯類化合物，稱為V類毒劑，揮發度較低，可作為持久性毒劑使用，並且具有高透皮毒性，易於透過皮膚使人中毒死亡。
純的G類毒劑均為無色水樣液體，工業品呈淡黃或黃棕色，有淡的水果香味；V類毒劑為無色、無油味狀液體，工業品呈微黃或棕黃色，有硫醇味。
在常溫下神經毒劑的純品較穩定，含雜質的工業品的穩定性稍差。加熱到150℃以上時，塔崩、沙林和梭曼有明顯分解（沙林在彈爆瞬間分解率可達30％）；高純度的維埃克斯性質穩定，在乾燥並隔絕空氣條件下，長期貯存也不易變質，爆炸時有少量分解。G類和V類毒劑在水中均可緩慢水解，生成的產物均無毒。20℃時，每升水含0.1克沙林的溶液，在6～8天沙林可被完全水解；同樣條件下，梭曼被完全水解需76天。維埃克斯水解最慢，常溫下水解速度近尾沙林的萬分之一.加熱可加速毒劑水解。如沙林水溶液（每升含沙林10克），加熱至50℃時，在1.6小時內可完全水解。加熱雖也能加速V類毒劑的水解，但不完全。G類毒劑能與鹼迅速發生化學反應。20℃時沙林水溶液（每升含16克的沙林）與足量的氫氧化鈉反應，3～5分鐘即可完成。空氣中的G類毒劑可用氨水進行噴洒消毒。鹼也可破壞V類毒劑，但速度較慢，常溫下完全消毒需要數小時。V類毒劑能被二氯胺、次氯酸鹽、三和二等氧化氯化劑氧化，生成無毒的甲基膦酸乙酯和二異丙氨基乙磺酸，牠們都是對付V類毒劑的良好的消毒劑。
神經性毒劑是外軍裝備毒劑中毒性最強的一類毒劑。它吸人毒性比氫氰酸大數倍至數十倍，其中維埃克斯毒性最大。吸入致死量的毒劑後，數分鐘之內即可引起人員死亡。皮膚染毒經一定潛伏期後時出現全身中毒癥狀。維埃克斯對皮膚的毒性極強，染毒6毫克，如不及時消毒即可致死。野戰情況下經口攝入的可能性不大，但如果誤食染毒食物、水後，同樣能引起人員中毒。毒物通過各種途徑吸入人體內，或分佈於全身，或選擇性地蓄積於某些器官，在機體的作用下發生轉化、消除等一系列過程。動物研究表明，神經性毒劑在體內的分布是不均勻的。貓或家兔靜脈注射沙林後，在肺、腎分布較多，肝血次之：小鼠腹腔注射維埃克斯後，肺中最多，血次之，腦中最少。神經性毒劑進入人體後，一方面與特異性蛋白質，如乙醯膽鹼酯酶結合，使膽鹼酯酶失去水解乙醯膽鹼的能力，產生毒性作用；另一方面與非特異蛋白質結合起解毒作用，如G類毒劑在G類毒劑水解酶（一種普遍存在於哺乳動物血漿、肝、腎中的酶）的作用下，水解生成無毒的膦酸酯，然後被排出體外。
沙林是外軍主要裝備的神經性毒劑，其化學名稱為甲氟膦酸異丙酯，美軍代號GB。沙林是德國人在1939年首先製得的。第二次世界大戰後，美、蘇都獲得了這方面的技術，相繼大量生產沙林並以其裝填各種型號的炮彈、炸彈、火箭彈裝備部隊。沙林成為最重要的毒劑之一，生產和儲存的量最大，是各國主要裝備的神經性毒劑。純沙林在常溫下是無色液體，有微弱的蘋果香味，像水一樣易於流動，儲存過久顏色會發黃，有時還因有沉澱析出而變混濁。沙林是一種揮發度很高的毒劑，中等溫度時，持久度可達1～4小時：0℃時可達15小時。沙林極易滲入多孔表面和油漆表面，其蒸氣易被多孔物體如磚瓦、水泥、木材、紡織品所吸附，且能與水和多種有機溶劑如苯、乙醚、乙醇等混溶。沙林在常溫下的中性水中的水解速度較慢，但隨溫度的升高水解速度會顯著加快，所以被沙林染毒後的水經過煮沸就能達到消毒的目的，但飲用水至少要煮沸30分鐘後才能食用。沙林可以裝在炮彈、炸彈等彈藥中，以爆炸方式將其分散開來。其中蒸汽和氣溶膠可經呼吸道、眼睛侵人人體，液滴則可使食物和水源染毒。人員中毒幾分鐘後便出現瞳孔縮小、流口水、多汗、呼吸困難等癥狀，中毒嚴重則呼吸中樞麻痹、心跳停止而死亡。
梭曼常被稱為「最難防治的毒劑」。其化學名稱為甲氟膦酸異已酯，美軍代號GD。梭曼是德國人1944年首先合成的，毒性比沙林大，但生產比較困難，在希特勒垮臺前它還只是處於實驗室試驗階段，第二次世界大戰後，前蘇聯正式裝備了梭曼。梭曼吸入毒性是沙林的2～4倍，皮膚毒性是沙林的5～10倍。其突出優點是揮發度適中，不僅初生雲團很容易達到致死濃度（暴露1分鐘），再生雲團也能達到一定的傷害作用（暴露20分鐘）。冬季其持久度在地面上能達到10～15小時。梭曼的另一特點是中毒作用快且無特效解藥，因此有「最難防治的毒劑」之稱。梭曼蒸汽在服裝上吸附能力很強，一件軍呢大衣約可吸附0.1克梭曼，如解析率為50％，那麼在5米x3米x3米的密閉空間內，只要有10個穿著吸附有梭曼的呢大衣的人，20分鐘就能使人致死。純淨的梭曼為無色液體，有微弱的水果香味，工業品呈黃色，有樟腦味，能溶於水，易溶于有機溶劑，能滲透皮膚和橡膠製品，易被多孔物質吸附。梭曼通常被裝在飛彈、航空炸彈、炮彈、地雷等兵器中使用，形成蒸汽、氣溶膠或液滴等戰斗狀態，通過呼吸道吸入，也可通過皮膚吸收等途徑殺傷人畜，或使食物和水源染毒，經消化道進入體內。中毒者會產生胸悶、縮瞳、流涎、流涕、呼吸困難和全身痙攣等神經性毒劑中毒的癥狀，嚴重時，迅速死亡。
塔崩化學名稱為二甲胺氰磷酸乙酯，美軍代號為GA。塔崩的發現比沙林早，在1936年德國就首先合成並裝備了這種毒劑。1945年希特勒垮臺時，雖然沒有來得及用於戰場，但已經生產了12 000噸。這套生產設施與技術資料被前蘇聯俘獲後，1949年前蘇聯又恢復了生產，被列為蘇軍的裝備毒劑，後來由於沙林的發現，它的作用才有所下降。純塔崩是無色有水果香味的液體，易流動，工業品為黃棕色，不純時或部分分解而生成的氫氰酸有苦杏仁味，濃度高時還有胺味。塔崩可用作持久性或半持久性的毒劑，常溫下穩定，特別適用於地面染毒，當使其造成氣溶膠狀態時，也使空氣染毒。在染毒區停留10～20分鐘，其再生雲團也能造成傷害，在18℃時，其持久度可達24小時。
維埃克斯最重要的特點是它滲透皮膚的高毒性。它的化學名稱為S—β—二異丙氨基乙基流趕甲基膦酸乙酯，美軍代號為VX。1952年英國人首先發現了它，而後由美國人重點發展，1958年美國正式列為裝備毒劑。20世紀60年代初期蘇軍軍事化學家首次披露，某種新的神經性毒劑只要皮膚染毒2毫克即可迅速致人死亡。之後西方報刊又報道了維埃克斯曾引發的1968年震驚世界的羊群訴訟案。當時美國牧場主狀告美軍在維埃克斯布毒試驗中，誤殺死了近6000隻羊。純的維埃克斯是無色、無臭的油狀液休，工業品或儲存一定的時間後呈微黃色並有硫醇的臭味，彈爆炸後也能分解出硫醇，所以僅憑嗅覺就能發現它。維埃克斯主要裝填在炮彈、炸彈內，以爆炸分散法使用，也可用飛機布洒。它主要以其液滴使地面和物體染毒，其蒸汽和氣溶膠能使空氣染毒，持續時間比其他神經性毒劑要長。維埃克斯的毒性極大，一小滴維埃克斯液滴落到皮膚上，如不及時消毒和救治，就可引起人員死亡。對維埃克斯毒劑的防護應穿戴全身防護器材，即防毒面具、防毒衣等。