研究顯示，蘇丹紅 I 在S-9存在的條件下，對沙門氏傷寒桿菌具有致突變作用；對小鼠淋巴瘤L5178Y TK+/- 細胞具有致突變作用；大鼠骨髓微核試驗呈陽性；可增加CHO細胞姐妹染色單體交換。彗星試驗表明可引起小鼠胃和結腸細胞的DNA斷裂。

蘇丹紅I具有致敏性，可引起人體皮炎。印度婦女習慣使用一種點在前額的"Kumkums"牌化妝品。但目前有報道稱，有人因塗抹"kumkum"而引發過敏性接觸性皮炎。通過氣相色譜分析，7個"kumkums"品牌中有3個可檢測到不同濃度的蘇丹紅I。

蘇丹紅I的代謝產物苯胺有毒，依據其對血紅蛋白毒性作為敏感終點，其最小觀察到有害作用劑量（LOAEL）為7mg/kg/day，但在慢性毒性試驗中尚未求出最大未觀察到有害作用劑量(NOAEL)。基於通過食品、空氣和飲水的暴露途徑，依據LOAEL 為7mg/kg/day，得出其安全限（MOS）為0.7 × 10－6 mg/kg bw/day。有研究顯示，人體多次每日攝入0.4mg/kg苯胺可引起血紅蛋白毒性。

IARC將蘇丹紅II和其代謝產物2,4-二甲基苯胺（2,4-xylidine）均列為三類致癌物，尚沒有對人致癌作用的證據。動物試驗結果顯示，給小鼠2,4-二甲基苯胺，高劑量（30mg/kg）組雌性小鼠肺癌發生率較對照組顯著升高。

IARC將蘇丹紅III列為三類致癌物，但將其初級代謝產物4-氨基偶氮苯（4-aminoazobenzene）列為二類致癌物，即對人可能致癌物。動物試驗顯示，給予大鼠4-氨基偶氮苯104周，劑量為80-400mg/kg，大鼠肝癌發生率明顯升高。

IARC將蘇丹紅IV列為三類致癌物，但將其初級代謝產物鄰-甲苯胺（ortho-toluidine）和鄰-氨基偶氮甲苯（ortho-aminoazotoluole）均列為二類致癌物，即對人可能致癌物。動物試驗顯示，給予大鼠150mg/kgBW鄰-甲苯胺100－104周，在多器官肉瘤、纖維肉瘤、骨肉瘤發生率增加，給予狗5mg/kgBW鄰-氨基偶氮甲苯30個月，則發生了膀胱癌。