A kémiai növényvédelem szervetlen sók (réz, higany arzén) és természetes hatóanyagok (nikotin, pirethrum) felhasználásával kezdődött, de hamarosan megjelentek a kőolajiparra támaszkodó klórozott szénhidrogének, majd a hadiipartól átvett szerves foszforsavészterek és karbamátok. Ezt követően specializálódtak a gyógyszergyárak peszticid gyártásra. A 90-es évek végén már 700 körüli kémiai és biológiai hatóanyagot használtak a növényvédelemben

A világ mezőgazdasági termelésének 35%-át elpusztítják különböző kártevők. A kártevők elleni biztonságos védekezés, valamint a kevesebb élőmunkát igénylő, korszerű növénytermesztési technológia kialakításának igénye elengedhetetlenné tette a peszticidek szélesebb körű alkalmazását.

A növényvédő szerek a gyomnövények, rovarok, gombák elpusztítására alkalmas biológiailag aktív hatóanyagokat tartalmaznak, amelyek azonban hibás alkalmazásuk esetén a hasznos szervezeteket is károsíthatják, egyes kártevők túlszaporodásához vezethetnek, rezisztenciát alakíthatnak ki, illetve környezetszennyező anyaggá válhatnak.

Növényvédő szerek alkalmazása során direkt a talajra vagy a talajba juttatott, valamint légi permetezéssel a talajra és a felszíni vízbe juttatott toxikus és perzisztens vegyi anyagok. A növényvédő szerek alkalmazásukkor egyrészt elsodródnak (off-target hatás), másrészt bemosódnak az élővizekbe (run-off hatás), harmadrészt nem célszervezeteken (non-target hatás) is kifejtik hatásaikat.