Сам металл безвреден, но рабочие, занятые в его производстве, подвергаются воздействию паров кислот и хлора. Пары тетраоксида осмия токсичны и даже в низких концентрациях оказывают сильное раздражающее действие на глаза, вызывая слезотечение и конъюнктивит, а раздражение на верхних дыхательных путях приводит к бронхиту, спазму бронхов и затруднению дыхания, которое иногда длится несколько часов. Более длительное воздействие может вызвать повреждение роговой оболочки глаза, слепоту, нарушения пищеварительной системы и воспалительные явления в легких и почках.

При контакте он окрашивает кожу в зеленый или черный цвет, вызывает дерматит и образование язв.
 
При производстве осмия необходимо обеспечить полную герметичность реакторов, в которых используется газообразный хлор, и обеспечить эффективную вентиляцию, особенно местную, для предупреждения попадания тетраоксида осмия в окружающую среду.

Подвергающиеся воздействию рабочие должны носить защитную одежду, применять средства защиты рук, герметичные средства защиты глаз и соответствующее защитное оборудование для органов дыхания. Контейнеры следует хранить в помещениях с естественной вентиляцией.

Пары осмия имеют выраженный тошнотворный запах, который служит предупреждением о наличии в воздухе токсических концентраций, и рабочим необходимо немедленно покинуть загрязненный участок. Определение в воздухе и крови возможно путем колориметрии окрашенного комплекса с тиомочевиной.