DNA를 변경시키는 인자들을 발암물질이라 부른다. 발암물질을 확인하는 과정은 철저하게 이루어져야 하기 때문에 느리다. 우선 그 물질을 다양한 농도로 박테리아 혹은 세포들에게 적용시켜 체외배양하고, 동물에게 적용하여 시험한다. 이미 살펴본 바와 같이, 비발암성 물질에 의한 DNA 손상은 세포분열 동안 우리 자신의 세포에서 일어날 수 있고, 각 세포는 그러한 피해를 수리하는 수단을 갖고 있다. 그런데 해를 입은 DNA가 수리될 수 없을 때, 세포들이 잠재적으로 조절에서 벗어나 성장하기 시작한다. 보통 암은 세포가 회복할 수 없는 손상을 받을 때 일어난다. 또 이렇게 자극을 받은 세포가 조절될 수 없는 방식으로 행동하게 하는 다른 인자들의 영향을 받게 되는데, 이것을 다단계 과정이라 부른다.

발암물질들은 다양한 형태를 띠고 있다. 암의 70~80%는 환경에 있는 인자에 의해 일어나며, 10~15%는 바이러스에 의해 일어난다고 추정된다. 이온화 방사물질들은 일반적으로 아주 단기간에 백혈병을 유도한다. 히로시마 원폭 사건 이후, 약 14년이 지나는 동안에, 특히 6~8년이 지난 시점에서 대부분의 급성 골수백혈병과 만성 골수백혈병이 발생했다. 다행히도 약 10여 년 후에는 방사선물질이 유도하는 백혈병의 위험이 감소하는 것처럼 보였다. 백혈병이 발병할 때까지 걸리는 시간은 조사된 방사선의 양과 노출시기에 달려 있다.

이런 이유 때문에 질병을 진단하는 X-선의 사용이 지금은 조심스럽게 감시되고 있으며, 방사선에 대한 노출은 최소로 허용된다. 과거에 자궁 내 아기를 검사하기 위해 사용되었던 방사선 사진이 약 50~100%까지 소아암 발생률을 증가시켰다고 알려졌기 때문에, 오늘날에는 거의 시행되지 않는다. 신속하게 자라는 조직들이 방사선에 가장 민감한 것처럼 보이며, 약 2세까지의 어린이들은 똑같이 방사선에 노출된 성인마다 암이 2~10배까지 더 흔히 발생할 수 있다. 과거에는 강직성척추염이라고 부르는 척수의 관절염에 대하여 X-선 치료를 받은 사람들은 치료받지 않은 사람들보다 혈액 암으로 더 많이 사망하였다.

일부 방사선은 자연환경에서도 올 수 있기 때문에 모든 방사선을 임상적으로 경험할 수는 없다. 과거 16세기에도 독일과 체코슬로바키아의 광산에서 일했던 일부 광부들은 암과 폐질환 발병률이 높아 고생했다고 알려졌다. 화강암, 사암, 석회암에 천연적으로 들어 있는 라듐에서 나오는 방사선은 특히 아기와 어린이들에게 암이 될 수 있는 원인으로 간주된다. 이런 천연 방사선은 영국의 남서부로부터 잉글랜드 중부지방, 웨일스, 그리고 스코틀랜드에 걸쳐서 환기가 잘 안 되는 집에 사는 사람들에게 영향을 미쳤다.

특별한 방식으로 DNA를 파괴시키는 자외선도 천연 발암물질이 될 수 있다. 자외선에 피해 입은 세포를 고칠 수 있다 해도, 그 피해는 세포분열과정과는 상관없는 이상한 DNA 합성이라는 결과를 낳는다. 피부암은 주로 살결이 흰 피부를 가진 사람이 태양에 장기간 무방비로 노출되면 일어난다. 태양에 의한 화상이 특히 위험하다. 현재 태양광선을 차단하는 보호물이 발달되어 이런 위험은 줄어들었지만, 세계의 일부에서 일어나고 있는 오존층의 파괴로 자외선 피해의 위험이 증가하고 있다. 어린이들이 특히 상처를 입기 쉽기 때문에 자외선으로부터 잘 보호될 필요가 있다. 사실상 백인종의 얼굴에 생기는 피부암은 모두 자외선에 의한 피해 때문이다. 비록 흑색종을 발달시키는 다른 인자들이 있겠지만, 악성 흑색종은 자외선 노출과 관련된 또 다른 암이다.

화학물질과 암 사이의 관련성이 가장 잘 연구된 것은, 여성보다 남성에게서 더 높게 나타나는 폐암과 흡연 사이의 관계이다. 그 관계는 1939년에 처음 밝혀졌으며, 그 이후로도 폐암에 대해서는 많은 연구가 수행되었다. 오늘날은 여성이 과거보다 더 많이 담배를 피우기 때문에 그 비율은 변화되고 있다. 그래서 지금은 더 많은 여성이 유방암보다 흡연과 관련된 암으로 죽는다. 암은 일일 흡연 담배 수, 담배를 피운 기간, 담배를 피우기 시작한 나이와 관계가 있다.
최근의 한 연구는 장기간에 걸쳐 소량으로 담배를 피우는 것이 몇 년에 걸쳐 다량으로 담배를 피운 것보다 더 해롭다고 밝혔다. 그래서 폐암과 기타 암에 걸리는 위험을 줄이기 위해서는 완전히 금연하는 것이 중요하다. 매일 몇 개비의 담배를 피우기 위해 흡연량을 줄일 이유는 없다!

몇몇 연구에서 폐암, 기관지염, 폐기종, 후두암, 구강암과 식도암, 방광암, 관상동맥질환, 신장암이 모두 비흡연자보다 흡연자들을 더 빈번하게 사망에 이르게 한다고 밝혔다. 사실 미국에서 1940년대와 1970년대 사이에 남성의 전체 암 사망자 중 40%는 담배 때문인 것으로 나타났다. 사실 암발생과 흡연의 관계는 더 복잡한 것으로 보이는데, 왜냐하면 이 암들 중 일부는 담배 피우는 알코올 중독자 중에 더 흔하기 때문이다. 예를 들어 담배를 많이 피울 뿐만 아니라 술을 많이 마시는 사람은 구강부위에 암이 발생할 위험이 크게 증가한다.

각종 화학물질이 발암물질이 되기 때문에 직업상 여기서 오래 노출되면 문제가 심각해질 수 있다. 일반적으로, 피부, 호흡계, 방광은 발암물질이 들어오고 나가는 경로로 가장 많은 영향을 받는다. 음낭암은 1775년에 굴뚝 청소부 사이에서 최초로 보고되었다. 현대 서구 사회에서는 보건안전기준 덕분에 발암물질의 위험이 감소되기는 했다.

긴 잠복기 때문에 어떤 물질이 발암성인지를 확실히 하려면 오랜 시간이 걸린다. 석탄, 매연, 가솔린 생산품이 위험목록의 상위에 위치하며, 기계공과 방적공이 사용하는 석면과 광물질 기름도 마찬가지이다. 그 중에서도 석면과 광물질은 스코틀랜드 노동자의 손과 팔에 혈암유암(Shale-oil cancer)을 일으켰다. 암을 일으키는 석탄 타르에 있는 물질은 방향족 다핵 탄화수소이며, 이것은 간에서 신진대사되는 과정에서 발암물질로 변한다. 조직의 신진대사, 음식물, 감염의 차이점 때문에 개인이 이러한 물질들을 극복하는 방법은 상당히 다르다. 일부 사람들의 유전적 구성은 다른 사람들보다 약물과 독소들을 훨씬 더 잘 해독한다. 그리고 이미 살펴본 바와 같이 세포주기성이나 세포죽음, 혹은 이들 둘 다를 조절하는 유전자를 결함이 있는 것으로 물려받았다면, 그 사람은 환경의 발암물질이나 화학적 발암물질에 노출될 경우에 암이 발생할 위험이 더 클 것이다. 그래서 해를 줄 수 있는 물질에 노출되고 나서도 어떤 사람에게는 암이 발생하지만, 다른 사람에게는 그렇지 않다.

자동차를 더욱 많이 사용하다 보니, 이제는 가솔린과 디젤유가 연소되면서 배출되는 해로운 물질의 효과를 자각하게 되었다. 지금은 많은 나라에서 배기가스의 기준을 더 규제한다. 하지만 새로운 기준을 적용시키기에는 배기가스의 기준을 더 규제한다. 하지만 새로운 기준을 적용시키기에는 경비손실이 높아지기 때문에 오염물질을 규제하는 과정은 대개 느리게 진행된다. 어떤 종류의 석면, 특히 청색 석면은 발암성이어서, 석면을 사용한 오래된 건물을 헐 때에는 각별한 주의가 요망된다. 화학적 발암물질이 DNA를 변경시키는 방식은 다양하지만, 일반적으로 DNA와 결합하여 세포분열과 유전자 해독을 방해하거나 '치고 달리는' 식으로 DNA를 교란시킨다. 다행스럽게도 우리 몸의 세포는 해를 입은 DNA를 수리하거나 세포 자체를 없앨 수 있는 일련의 방법들을 갖고 있다.

음식물에 들어 있는 발암성 요소들은 현대 의학에서 더 많은 주목을 받고 있다. 많은 천연음식에도 발암물질이 포함되어 있다. 하지만 미국 식품의약국이 음식에 첨가되는 약 2천 7백 개의 화학물질, 화학 혼합물, 그리고 식물 추출물을 허용하는 현 시점에서, 건강에 해로운 것으로 알려진 식품첨가물이 암발생률을 증가시킨다는 데 관심이 집중되고 있다. 예를 들어, 이들 중 발암물질로 확고하게 검증된 아질산과 니트로사민은 이제금 더 이상 음식 첨가물로 사용되지 않는다. 하지만 불행하게도 우리 몸은 일산화질소를 암의 M-니트로사민으로 변환시키는 효소를 갖고 있어서, 이들 물질로부터의 위험을 완전히 없앨 수 없다.

지방섭취와 유방암, 자궁암, 췌장암, 대장암들 사이에는 정비례 관계가 성립된다는 사실이 밝혀졌다. 그리고 다량의 염분섭취는 위암과 관련이 있다. 그러나 암발생률이 높은 지역에 사는 사람들의 음식물을 조사한 연구는 음식물에 있는 특별히 위험한 품목에 대한 강력한 증거를 제시할 수 없다. 예로 중국의 린시안 지방과 한국에서 수행된 연구는 아주 광범위하고 철저했지만, 위에서 말한 증거를 찾을 수 없었다. 그러나 다른 연구에서 그을린 고기나 생선을 많이 먹고, 야채와 과일을 적게 먹을 때 위암의 위험은 증가한다고 보고되었다.
최근 고기와 생선을 태울 때 더 잠재력이 있는 다른 발암물질 인자들이 생긴다는 것이 확인되었다. 이들 중 일부는 담배 연기에 있는 발암물질과 유사하지만, 사람에게 미치는 잠재 위험을 평가하기 위해서는 더 많은 연구가 요구된다. 한편, 신선한 과일, 야채(특히 몇 종의 양파), 항산화 비타민 A 및 E 그리고 생선에 있는 다중불포화 지방산이 풍부한 음식이 항암물질의 역할을 한다고 몇몇 연구에서 밝혀졌다.

<세포전쟁>, 매리언 캔들, 궁리