在人和動物體內，吸入的二甲苯除3%～6%被直接呼出外，二甲苯的三種異構體都有代謝為相應的苯甲酸（60%的鄰二甲苯、80%～90%的間二甲苯、對二甲苯），然后這些酸與葡萄糖醛酸和甘氨酸起反應。在這個過程中，大量鄰-苯甲酸與葡萄糖醛酸結合，而對-苯甲酸必乎完全與甘氨酸結合生成相應的甲基馬尿酸而排出體外。與此同時，可能少量形成相應的二甲苯酚與2-甲基-3-羥基苯甲酸（2%以下）。
