Палитоксин является сильнейшим геморрагическим ядом, поражающим почки, сердечно-сосудистую и респираторную системы, желудочно-кишечный тракт. Имеются сведения о кардиотоксическом и гемолитическом действии. причинами летального исхода у всех лабораторных животных являются: почечная недостаточность, уремия, шок; генерализованный геморрагический диатез с некротизирующим васкулитом и ишемией; конгестивная остановка сердца; массивная геморрагическая пневмония. Обладает раздражающим действием на кожу и слизистые. При локальном воздействии вызывает эритему, отек и даже некроз кожи. При попадании в глаза вызывает лакримацию, раздражение и конъюктивит. Через сутки происходит помутнение и изъязвления роговицы, пораженный глаз закрывается.
Описан случай поражения человека палитоксином при случайном контакте обнаженной кожей колонии кораллов, содержащей продуцент токсина. Пострадавший ощущал сильные мышечные боли и спазмы в брюшной полости.