Thuốc BVTV thường gây rối loạn sinh thái thông qua việc hủy hoại hay đảo lộn vĩnh viễn cân bằng của hệ sinh thái. Ảnh hưởng tính kháng của dịch hại đối với thuốc, sự diễn biến của các loài dịch hại và hậu quả do thuốc gây ra đối với những loài không phải là đối tượng tiêu diệt là những vấn đề nghiêm trọng nhất do việc sử dụng thuốc gây ra.
1.6.3.1. Sự gia tăng tính kháng
Đây là hiện tượng một số cá thể chịu đựng được nồng độ chất độc vốn có thể gây chết cho một số lớn các cá thể cùng loài. Bộ máy di truyền của các cá thể này truyền tính kháng thuốc lại cho những thế hệ sau, do đó làm gia tăng thêm liều lượng thuốc cần dùng dẫn tới mất hiệu quả kinh tế.
Năm 1971, ở Mỹ, đã có khoảng 225 loài côn trùng và nhện kháng thuốc. Cũng may là có một số cá thể của các loài này không tiếp xúc với thuốc, chúng có tác dụng như là nguồn pha loãng hệ gen kháng thuốc làm giảm bớt độ kháng của côn trùng.
Tính kháng thuốc tăng của côn trùng làm người nông dân phải tăng liều lượng thuốc và rút ngắn chu kỳ phun xịt. Điều này tất yếu dẫn đến sự gia tăng dư lượng thuốc sát trùng trên nông sản, ảnh hưởng đến sức khoẻ của người nông dân lẫn người sử dụng nông sản làm thực phẩm.
Một khía cạnh phức tạp khác của tính kháng thuốc ở côn trùng là sự kháng chéo, đó là sự kháng đối với những loại thuốc chưa từng được dùng để tiêu diệt một loại côn trùng kháng với thuốc khác.
1.6.3.2. Sự diễn biến của côn trùng
Trong quá trình diễn biến, một loại côn trùng trước đó không quan trọng bỗng dưng gây thiệt hại đáng kể cho cây trồng. Lý do của sự kiện này thường như sau:
a. Côn trùng này có tính kháng thuốc mạnh hơn côn trùng đối tượng. b. Các thiên địch của chúng đã bị thuốc sát trùng tiêu diệt.
c. Các điều kiện khác trở nên thuận lợi cho sự phát triển của chúng.
Ví dụ: trên lúa vào những năm cuối thập niên 60, sâu đục thân phá hoại nặng nhưng sang đến thập niên 70 thì rầy nâu trở thành dịch hại chính.
Ở California (Mỹ), khi tập trung diệt sâu hồng bông vải Pectinophora gossypiella
đã làm gia tăng số lượng của các loài như Spodoptera exigua, Trichoplusia ni,
Buccalatrix thuberiella và nhện đỏ.
1.6.3.3. Sự tiêu diệt thiên địch
Phần lớn các thuốc sát trùng có phổ tác động rộng rãi, diệt luôn cả côn trùng có hại lẫn hữu ích, dẫn đến yếu tố cân bằng bị biến đổi và làm cho côn trùng kháng thuốc thì dịch rất dễ xảy ra. Mặt khác, khi các côn trùng thiên địch không bị chết đi do thuốc thì số lượng của chúng cũng giảm đi vì nguồn thức ăn bị giảm đi, hoặc chúng phải di cư đi nơi khác. Khi côn trùng đối tượng quay trở lại, dịch rất dễ xãy ra.