L’associazione tra insorgenza di tumori in diversi tessuti e l’esposizione alla sostanza è stata osservata in diversi studi di epidemiologia occupazionale, tuttavia le prove non sono ancora consistenti. Nei topi, la sostanza induce un aumento dell’adenoma e/o del carcinoma bronco alveolare nei maschi e linfoma nelle femmine. Nei ratti, il parathion induce adenoma o carcinoma (combinati) adrenale corticale, tumore maligno del pancreas, e adenoma delle cellule follicolari della tiroide nei maschi e adenocarcinoma della ghiandola mammaria (dopo iniezione sub-cutanea nelle femmine).