长期摄取三聚氰胺可能造成生殖能力损害、膀胱或肾结石、膀胱癌等。
1983年的美国针对三聚氰胺进行动物实验研究，发现用三聚氰胺高剂量（4500 ppm or 263 mg/kg bw/day）和持续（两年）地喂食雄鼠会造成其膀胱结石，并增加其膀胱、尿道出现恶性肿瘤的风险。
对於三聚氰胺形成肾结石的机理并不是很清楚，有研究认为，三聚氰胺常混合有结腹类似的氰尿酸，在摄入人体进入肾细胞後，三聚氰胺会与氰尿酸结合形成结晶沉积，从而造成肾结石并堵塞肾小管，并有可能导致肾衰竭。由於三聚氰胺微溶於水，经常饮水的成年人体内不易形成三聚氰胺结石，但饮水较少且肾脏狭小的哺乳期婴儿体内，则较易形成结石。
为因应2007年发生的牲畜饲料含三聚氰胺事件，美国食品药物管理局（FDA）於2007年5月25日发布风险评估报告，讨论家禽、鱼类内含三聚氰胺对人类健康之影响，文章指出人体可容忍的每日摄取量（Tolerable Daily Intake; TDI）为0.63毫克/每公斤体重/每天（mg/kg bw/day）。此值是根动物实验中(持续13周的大鼠实验) 所观查到最低的「无有害作用值」（reported no-observed-adverse-effect-levels; NOAEL）, 63 毫克/每公斤体重/每天, 再除以100的安全系数（safety margin）以考量物种间的差异。举例而言，一个体重60公斤的人若每天累积摄取三聚氰胺达37.8毫克以上，将会有健康风险。
2008 年10月3日，FDA进一步把TDI∶0.63毫克/每公斤体重/每天除以安全系数10下修得到0.063毫克/每公斤体重/每天（应对健康无害的摄取量），并假设一个60公斤的成年人若每天摄入1.5公斤遭三聚氰胺污染的食物，只要被污染食物中三聚氰胺含量低於2.5ppm，该人应无立即健康的风险。另外，在上述2007年5月25日发表的文章中，亦认为现有检测方法可检出之最低含量为50ppb（0.05ppm）。
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