Les études réalisées, essentiellement par inhalation, chez de nombreuses espèces animales (souris, rats, cobayes, lapins, chiens et singes) ont montré que son action s’exerce essentiellement sur les systèmes nerveux central et cardiovasculaire et qu’il faut atteindre des concentrations très élevées pour que se manifestent ces effets. Le bromotrifluorométhane est sensiblement moins nocif que le trichlorofluorométhane, le rapport des concentrations équiactives variant de 4 à 15 selon les effets considérés et les espèces étudiées ; il est aussi un peu moins nocif que le bromochlorodifluorométhane.
Pour une exposition de 15 minutes, la CL50 est voisine de 83 % chez le rat, de 88 % chez le cobaye. La résistance des souris et des lapins semble être du même ordre (pas de mort après 2 heures à 80 %) ; les chiens et les singes seraient plus sensibles.
L’autopsie des animaux ayant survécu à ces fortes expositions montre des zones d’œdème et de nécrose pulmonaires et des anomalies cellulaires au niveau du foie, de la rate et des reins.
Les animaux exposés à de fortes concentrations de bromotrifluorométhane manifestent des signes d’agitation, présentent des tremblements, une respiration saccadée et ralentie, puis sombrent dans un état comateux avec disparition progressive des réflexes. Les symptômes régressent rapidement lorsque les animaux sont retirés de l’atmosphère toxique. Chez le rat, l’agitation et les tremblements apparaissent après 2 minutes dans une atmosphère à 20 % de produit, une salivation intense après 15 minutes à 30 %, des convulsions après 12 minutes à 50 % ou 3 à 4 minutes à 80 %. Chez le chien et le singe, les premiers signes neurologiques apparaissent à 10 % ; chez le singe entraîné à réaliser une tâche, une exposition à 20-25 % entraîne une détérioration des performances.
Les effets cardiovasculaires du bromotrifluorométhane se traduisent par un abaissement de la contractilité du myocarde, une hypotension artérielle, mais surtout par une sensibilisation du cœur aux effets de l’asphyxie (bradycardie sinusale, bloc auriculo-ventriculaire et dépression de l’onde T) et à l’action arythmogène de l’adrénaline (tachycardie et fibrillation ventriculaire). Chez le chien, l’hypotension et des troubles du rythme apparaissent après 1 à 2 minutes d’exposition à 20 %, une fibrillation ventriculaire pouvant se développer après 1 à 3 minutes à 40 %. Chez les animaux exposés 5 minutes à une atmosphère contenant 7,5 % (chien) ou 10 % (rat) de produit, une injection de 5 à 8 µg/kg d’adrénaline déclenche une arythmie cardiaque. La sensibilisation est fugace puisque, 10 minutes après la fin de l’exposition, l’injection d’adrénaline est sans effet.
On note d’autre part, chez quelques rats, une congestion de la muqueuse nasale avec épistaxis après 2 heures à 20 %.
On observe, pour toutes les espèces, une irritation des yeux après 2 heures d’exposition à une concentration égale ou supérieure à 10 %. Dans le cas des singes, cette irritation persiste 24 heures après la fin de l’exposition.
L’exposition 2 heures/jour, pendant 15 jours consécutifs, à une atmosphère contenant 50 % de bromotrifluorométhane ne fait apparaître de modification ni du comportement, ni de la croissance pondérale, ni de la capacité de gestation, chez la souris, le rat ou le cobaye. Aucune atteinte particulière clinique, biologique ou histologique n’a été mise en évidence chez des rats et des chiens exposés 6 heures/jour, 5 jours/semaine, pendant 18 semaines, à une concentration de 2,3 % (la seule anomalie observée concerne une congestion diffuse du tractus respiratoire).