São um grupo de elementos químicos com relativa alta densidade e tóxicos em baixas doses. Seus efeitos nocivos sobre os seres vivos tornam o conhecimento acerca de sua presença, identificação, quantificação e monitoramento de grande relevância, principalmente na áreas ambiental (água, solo) e de saúde (medicamentos, alimentos, fluídos e tecidos biológicos). Os elementos químicos normalmente incluídos no grupo dos metais pesados são: arsênio, cádmio, cobre, estanho, antimônio, chumbo, bismuto, prata, mercúrio, molibdênio, índio, ósmio, paládio, ródio, rutênio, cromo, níquel e vanádio. Entre estes elementos pode-se destacar o arsênio, o cádmio, o chumbo e o mercúrio devido sua elevada toxicidade.