La notion d’éléments-traces métalliques, ou ETM tend à remplacer celle de métaux lourds qui a été et qui reste un concept mal défini car associant des métaux toxiques réellement lourds à d'autres l'étant moins.
La notion de métaux lourds est un concept factuel, industriel, avant tout empirique, sans définition scientifique précise, ni technique ou juridique unanimement reconnue.
À titre d’exemple, un rapport d’information au Sénat français « Les effets des métaux lourds sur l’environnement et la santé », indiquait : « L’appellation métaux lourds est cependant une appellation courante qui n’a ni fondement scientifique ni application juridique. »
L’impact toxicologique des ETM dépend de leur forme chimique (nommé « espèce chimique »), de leur concentration, du contexte environnemental, de leur biodisponibilité et de la possibilité de passage dans la chaîne du vivant (le réseau trophique).
On distingue en particulier les trois métaux mercure, plomb, cadmium, pour lesquels d’une part on n’a pas pu mettre en évidence de rôle positif pour l’activité biologique, et qui d’autre part peuvent être à l’origine d'intoxications ou de maladies graves ; par exemple l’absorption de plomb provoque le saturnisme, particulièrement grave chez l’enfant, le cadmium détruit le rein et dégrade le foie, et le mercure est un puissant neurotoxique.
À l'inverse, les métaux considérés comme bio-compatibles et utilisés en chirurgie ou dentisterie, comme le titane et l’or, ou des métaux communs comme le fer, ne peuvent être mis sur le même plan que le mercure, le plomb et le cadmium. D’autres métaux peuvent être très toxiques sous certaines formes (chrome VI, cuivre oxydé (vert de gris)…).
L’utilisation de certains ETM est donc strictement réglementée, voire interdite dans certaines applications. Le rejet dans l’environnement en fin d’utilisation doit être évité, et ces métaux recyclés.
Les amalgames dentaires (dits « plombages ») et qui sont fortement utilisés dans les pays francophones et anglo-saxons font aujourd'hui l'objet d'une polémique car ils contiennent certains métaux lourds toxiques précités : mercure, mais aussi argent et étain. Certains pays comme la Suède, l'Allemagne, le Danemark, le Japon, la Russie et la Norvège en limitent l'utilisation et l'ont tout simplement interdit en ce qui concerne les trois derniers. En France et en Belgique, il a été considéré que les preuves de leur toxicité étaient trop peu nombreuses pour en déduire une nocivité non compensée par les avantages du mercure.
Les thermomètres au mercure ont été interdits à la vente dans l'Union européenne.