Dioxine (Sammelbegriff für polychlorierte Dibenzo-p-dioxine und Dibenzofurane) gelangen vor allem durch Müllverbrennungsanlagen sowie die metallerzeugende und metallverarbeitende Industrie in die Umwelt. Durch Minderungsmaßnahmen konnte seit den 1980er Jahren die Belastung gesenkt werden. Bis in die 1980er Jahre wurden zudem polychlorierte Biphenyle (PCB) in Transformatoren und Hydraulikflüssigkeiten, in Flammschutzmitteln, Weichmachern und zur Imprägnierung verwendet. Dioxine, dioxinähnliche PCB (dl-PCB) und nicht dioxinähnliche PCB gefährden Umwelt und Gesundheit und werden nur äußerst langsam abgebaut.

Über die Nahrungskette können sich Dioxine und PCB in Futter- und Lebensmitteln, im Wasser und im menschlichen Körper anreichern. Bei der Beurteilung ihrer gesundheitlichen Wirkung steht im Vordergrund, wie sich niedrige Konzentrationen langfristig auswirken: In Tierversuchen wurden Störungen der Reproduktionsfunktionen, des Immunsystems, des Nervensystems und des Hormonhaushalts beobachtet. Dioxine und PCB sind von der Weltgesundheitsorganisation WHO als für den Menschen krebserregend eingestuft.

Das Land Nordrhein-Westfalen verfolgt das Ziel, die Menge an Dioxinen und PCB, die die Menschen aufnehmen, möglichst gering zu halten. Grundlage dafür sind kontinuierlich beobachtete Daten zur Hintergrundbelastung von Lebensmitteln. So erfolgen zum Beispiel alle 4 Jahre Untersuchungen in Rohmilch, um Aussagen über die Belastung machen und Gegenmaßnahmen entwickeln zu können. Es existieren für Dioxine und PCB Höchst- beziehungsweise Auslösewerte. Sind Auslösewerte überschritten, werden Untersuchungen zur Ermittlung der Kontaminationsquellen eingeleitet und Maßnahmen zu deren Beschränkung oder Beseitigung ergriffen.

Im Jahr 2018 wurden in Molkereien mit eigener Rohmilchanlieferung in Nordrhein-Westfalen insgesamt 48 Rohmilchproben entnommen und auf Dioxine, 12 verschiedene dioxinähnliche und 6 nicht dioxinähnliche PCB untersucht. Die gemessenen Gehalte an Dioxinen, dioxinähnlichen PCB und der Summe von Dioxinen und dioxinähnlichem PCB lagen deutlich unter den festgelegten Höchstgehalten für Milch und Milcherzeugnisse (2,5 Pikogramm WHO-Toxizitätsäquivalente pro Gramm Fett für Dioxine beziehungsweise 5,5 Pikogramm WHO-Toxizitätsäquivalente pro Gramm Fett für die Summe aus Dioxinen und dioxinähnliche PCB nach Verordnung (EG) Nr. 1881/2006. Auch die von der EU-Kommission empfohlenen Auslösewerte für Dioxine und dioxinähnliche PCB in Milch und Milcherzeugnissen wurden somit lediglich zu einem Drittel beziehungsweise zur Hälfte ausgeschöpft. Außerdem lagen die Gehalte der Summe der 6 nicht dioxinähnlichen PCB mit Werten von 1,5 bis 6,9 Nanogramm pro Gramm Fett um den Faktor 6 bis 30 unter dem aktuell gültigen Höchstgehalt von 40 Nanogramm pro Gramm Fett.