二甲苯的化学结构是由两个甲基与一个苯环连接而成的。根据两个甲基的相对位置，可以分为三个同分异构体，分别是邻-二甲苯、间-二甲苯和对-二甲苯，它们的CAS编号也不同。
ACGIH对于二甲苯和甲苯制定的限值有所不同。除了TLV-TWA（时间加权平均容许浓度）之外，还有TLV-STEL（短期暴露限值）。前者为100ppm（434mg/m3），后者为150ppm（651mg/m3）。二甲苯被归类为A4级，即不能划分为人类致癌物。
我国对于二甲苯的控制要求非常严格。根据GBZ 2.1-2007标准，二甲苯的PC-TWA（允许浓度，时间加权平均）为50mg/m3，PC-STEL（允许浓度，短期暴露）为100mg/m3。与ACGIH相比，我国的标准要低得多，仅为美国标准的12%至15%。
至于我国制定如此低二甲苯接触限值的依据文件，目前尚无相关信息。ACGIH的解释是，制定TLV-TWA和TLV-STEL的主要考虑是尽量降低二甲苯对眼睛和上呼吸道的刺激危险性。
在这个浓度水平下，二甲苯的接触不会导致昏迷、胃肠道混乱或高浓度接触引起的慢性损伤，因此可以大幅度地保护人体。
液态二甲苯可能导致皮肤红斑、干燥和脱脂。由于皮肤吸收速度较慢，所以在标注上没有特别注明皮肤接触，这一点与GBZ 2.1-2007标准相同。
目前没有足够的证据表明二甲苯是一种致敏物质。
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