微量元素是指在生物体内含量为万分之一以下，但对生命起重要作用的特定元素，迄今已确认的14种微量元素，即：铁、碘、铜、锰、锌、钴、硒、铬、锡、钒、氟、镍、硅、钼。地方病亦称生物地球化学性疾病，系指在自然环境中由于地壳元素分配的不均匀、个别微量元素的含量超过或低于一般含量而直接或间接引起生物体内微量元素平衡严重失调时产生的特殊性疾病。它有以下3个特征：
①发生在某一特定地区，同一定的自然环境有密切的关系。
②通常由微量元素失衡引起并在一定地域内流行，年代比较久远。
③有相当数量的患者表现出共同的甚至奇异的病征。
从环境地质学角度来看，地方病是由于地壳中元素分布不均匀，某些地区某种或某些元素严重不足或显着偏高所造成的。我国是一个地方病流行较严重的国家。地方病分布广、病情重、受威胁人口多，不仅严重危害了病区人民的健康，而且也阻碍着当地经济的发展。目前，我国主要的地方病有：地方性缺碘病（IDD）、地氟病、地方性硒中毒、克山病、大骨节病等。它们在时空上的分布与地质环境中的地形地貌、地质构造、地层岩性、土壤、水（地表水、地下水）等因素密切相关。
碘缺乏病
碘是人体必需的微量元素。人体缺碘会引起甲状腺肿大、智力下降等一系列严重后果。而缺碘症是流行广、危害大、受害人数多的一种病征。缺碘症影响到甲状腺激素的形成，影响到脑神经元的发育；影响到体格的发育和基础的代谢。碘由陆地随水进入海洋，由海洋逸出进入大气，再通过降水进入陆地，形成一个大循环。陆地生态系统中植物直接从水中、土壤中吸收碘，而动物则从植物和水、空气中获得碘；海洋生态系统中，浮游生物直接从海水和淤泥中获得碘，鱼虾、浮游动物则从水生生物中取得碘；人类则既可从动、植物中，又可直接从水中和空气中获得碘。当然不论是海洋或陆地产的动植物都要从外界获得碘。所有生物中的碘，最终都要返回土壤、海洋中，由微生物分解成元素碘，继续被植物吸收利用。
地方性硒中毒
硒是机体必需的微量元素，具有重要的生理功能，能防止多种疾病的发生。由于环境和区域的不同，硒的分布极不均匀，含量差异很大。但硒的摄入过多或过少都会对人体造成伤害。克山病和大骨节病都是缺硒引起的流行性地方病，而蹒跚病和碱毒病是由于土壤、饮水、食物中硒含量过高引起的地方性硒中毒，也是世界流行病。
硒是类金属元素，硒化合物一般有-2、0、+4、+6四种价态。硒在地表土壤中的分布呈现地带性差异，据20多个国家报道可以看出，在地球的南北半球各有一条大致30°以上的中高纬度的缺硒分布带。在我国由东北向西南有一低硒带。克山病和大骨节病即流行于这一地带。土壤中平均含硒量约为0．1毫克／千克。
硒在天然水中以Se0、Se2-、Se4+、Se6+状态存在。地表水和地下水的硒平均变动范围在0．1～400微克／升，主要决定于地质结构的特征。地表水的硒含量受pH值的影响很大。土壤中的硒以亚硒酸铁形态束缚存在，一般累积在富铁层中。在富含有机质和腐殖质的土壤中易积累硒。硒氧化成比较易溶的硒酸。由于淋溶作用硒可从土中排出。灌溉水中增加微量的硒，可明显提高植物各部分的含硒量。农作物、牧草等都对硒有一定的富集作用。在生物体内的硒都是以有机物——硒蛋白质的形式存在。将硒蛋白质水解证实硒主要以硒代半胱氨酸形式存在。
人体中硒的水平决定于硒在摄入食物的含量及其存在形式。硒化合物经消化管进入机体后都易被吸收。吸收的硒广泛分布于体内，在肝和肾中可富集，在脾、肺、心肌、骨骼肌和脑中的含量依次递减，脂肪中几乎无硒。
人和动物的食物缺硒时，体内含硒的谷胱甘肽过氧化物酶活性低；脂质过氧化物增多；生物膜磷脂中不饱和脂肪酸类，易被过氧化成脂质过氧化物，从而造成细胞内损伤。补硒则是起到清除过氧化物和自由基的作用。
大骨节病
大骨节病是发生于儿童，以关节软骨、骺软骨和骺软骨板变性坏死为基本病变的地方性骨病。又称柳拐子病。在我国，主要分布在东北至西藏的一个狭长高寒地带（阿坝州）。病因至今不完全清楚。在本病流行区，土壤、粮食和人发中偏低的硒含量与病情有非常明显的负相关系。水中腐殖酸总量和腐殖酸与病情有非常明显的正相关系。大骨节病区饮水中微量元素不足、过剩和失衡可能是引起营养不良性改变的因素。此外，采用“吃粮、改水、讲卫生”预防大骨节病已取得良好效果。本病发病年龄较小，一般为3～15岁儿童，手、足和踝部发病率高。
氟中毒症
氟是生命必需元素，它参与骨代谢。适量氟能维持机体正常的钙磷代谢，有防龋作用，能促进生长发育，并与生殖能力和刺激造血机能有关。但摄入过量则有毒害作用，如造成硬组织损伤，破坏钙磷代谢，抑制酶活性等，形成地方性氟中毒。氟中毒是一种全身性疾病，但以牙和骨的病变为主，如氟斑牙和氟骨症。
砷中毒症
砷被认为是可能的生命必需元素。在体内存在适量砷被认为有生血刺激作用和促进组织、细胞生长的功能。当然过量砷很容易导致中毒。砷的毒性，无机砷大于有机砷，三价砷大于五价砷。无机砷与蛋白质的疏基有很强的亲和力，能使很多酶，特别是能使与呼吸作用有关的酶受到抑制或失活，损害细胞正常代谢、线粒体的呼吸氧化过程和磷酸化作用。砷中毒的损害是多方面的，涉及呼吸、神经、消化、泌尿、心血管各系统。