Pestizide haben die Aufgabe, Schädlinge und unerwünschte Beikräuter zu regulieren – sie wirken toxisch. Häufig allerdings nicht nur auf den Zielorganismus – also den Schädling oder das Unkraut, sondern auch auf andere Pflanzen und Tiere (z.B. unterschiedlichste Nützlinge). Sie reichern sich im Boden und Grundwasser an und auch in Lebensmitteln werden immer wieder Pestizidrückstände gefunden.
Viele Pestizide wirken systemisch, das heißt sie gelangen in den Saftstrom der Pflanze und verteilen sich in allen Pflanzenteilen von den Wurzeln bis in die Blätter und Früchte. Sie lassen sich daher auch nicht einfach abwaschen.
Untersuchungen haben gezeigt, dass der Einsatz von Pestiziden besonders negative Effekte auf die Biodiversität hat und zu einer drastischen Verringerung der Tier- und Pflanzenvielfalt führt: Die Artenvielfalt auf Feldern, die regelmäßig mit Pestiziden behandelt werden, ist um die Hälfte geringer als auf biologisch bewirtschafteten Äckern. Dieser Effekt zeigt sich auch in der Umgebung landwirtschaftlicher Anbauflächen.
Auch Bodentiere und Wasserorganismen werden durch den Einsatz von Pestiziden in ihrer Aktivität und Fertilität beeinträchtigt. Bei (Wild) Bienen reichen bereits geringe Dosen bestimmter Insektizide, wie die systemisch wirkenden Neonicotinoide, um zu Koordinationsverlust und Flügellähmung bis hin zum Tod zu führen. Die Gifte schwächen auch die Immunabwehr der Tiere.
Im Gegenzug profitieren Flora und Fauna überdurchschnittlich stark von einem Verzicht auf einen Einsatz von Pestiziden – wie in der biologischen Bewirtschaftung üblich. Auf Bio-Flächen finden sich im Durchschnitt 30 % mehr Arten und 50 % mehr Individuen als auf herkömmlich bewirtschafteten Flächen. Die Vielfalt an Arten und Individuen beeinflusst ihrerseits auch wichtige ökologische Prozesse und verbessert Funktionen wie Bestäubungsleistung, Erosionsschutz oder natürliche Schädlingsregulation. Neben dem Aussterben einzelner Arten stellen also vor allem sogenannte Kaskadeneffekte ein großes Problem dar: wenn Insekten verschwinden, werden Pflanzen nicht mehr bestäubt, die Nahrungsgrundlage vieler Tiere geht verloren, Nützlinge können Schädlinge nicht mehr in Schach halten, gesamte Ökosysteme geraten aus dem Gleichgewicht.