類尼古丁藥劑影響所有以藥劑施用過的植物為食的物種，包括咀嚼、吸吮汁液、取食花粉花蜜或果實等，造成的衝擊會影響到整個生態圈且弱化生態圈的穩定性。
高穩定性和水溶性兩種特性的結合使得類尼古丁藥劑造成大規模的污染，並且其可能會累積在土壤和沈積物中、地表和地下水裡，以及施用過或沒施用過的植物當中。
除了經由直接暴露在藥劑（例如昆蟲食用花蜜）下來影響非目標物種外，類尼古丁藥劑也會在非施用區域被發現。他們很容易流失污染附近的土壤和水棲地，受污染的水和施用在種子時所產生的灰塵會污染田地邊緣的野生植物，為影響居住在附近的非目標植食性無脊椎動物的主因。
這些因素提供了多方途徑讓非目標物種暴露在慢性或急性影響之下。物種棲息在農地和其下游的水生生物，包括河岸帶、河口和沿海海洋生態系統會暴露在急性毒環境之下。
這些殺蟲劑在全球環境中有非常大規模的生物利用度，並且已知對各種陸生、水生和土壤中的有益微生物、無脊椎動物和脊椎動物會產生致死和亞致死作用，並且對陸生和水生生態系統的運作造成風險，包括土壤和淡水功能，如垃圾分解和養分循環、糧食生產、生物害蟲防治和授粉服務等。