Die ganze Pflanze ist hochgiftig, von den Wurzeln über die Blätter und Blüten bis zu den Samen. Vergiftungen mit den Beeren der Schwarzen Tollkirsche nehmen in den Statistiken der Giftnotzentralen im Kontext von Pflanzenvergiftungen eine führende Position ein. Die wichtigsten Alkaloide in der Tollkirsche sind Hyoscyamin, Atropin und Scopolamin. Während in der Frucht das Atropin vorherrscht, überwiegt in den Blättern das Hyoscyamin. Beide Gifte wirken sowohl zentral erregend als auch peripher lähmend.
