Vaak wordt een voedselvergiftiging door giftige stoffen veroorzaakt of door infectieverwekkers zoals virussen, bacteriën of parasieten. Onder de giftige stoffen verstaat men giftige soorten paddenstoelen, pesticiden die gebruikt worden bij het kweken van fruit en groenten of niet goed klaargemaakte exotische gerechten. Maar ook op het moment dat voedsel op de onjuiste (te hoge) temperatuur wordt bewaard dan kan dit een broeihaard zijn voor de verantwoordelijke infectieverwekkers. In bepaalde gevallen kan een voedselvergiftiging te wijten zijn aan de hygiëne van de producenten van het voedsel die dan niet voldoende is (de handen zijn niet, of niet goed, wassen na een bezoek aan het toilet). Zelf dient men er eveneens op te letten wanneer men voedsel bewaart dat men dat op de goede temperatuur doet. In de meeste gevallen staat op de verpakking aangegeven hoe lang, op welke plaats en bij welke temperatuur men een bepaald product het best kan bewaren.
De oorzaak van de voedselvergiftiging is doorgaans van groot belang bij het bepalen van een eventuele behandeling. Zo kan een arts, in het geval van botulisme, een antigif inspuiten waardoor de werking van het gif stil kan worden gelegd. Wanneer er echter al schade aan het zenuwstelsel aan is gericht is ook dit antigif niet meer in staat om dit ongedaan te maken en zal men dus te maken hebben met een blijvende schade ten gevolge van de vergiftiging. In veel gevallen reageert het lichaam zelf op de voedselvergiftiging en probeert de schadelijke stoffen naar buiten te werken.