คือสารที่เป็นต้นเหตุทำให้เกิดมะเร็ง ซึ่งอาจจะออกฤทธิ์โดยตรง (direct-acting agent) ต่อยีน (genotoxicity) หรือที่เป็นทางอ้อม (indirect-acting procarcinogen) จะต้องมีการเปลี่ยนแปลงด้วยเมแทบอลิซึมภายในเซลล์ก่อนออกฤทธิ์ เช่น อะฟลาทอกซิน ตัวอย่างของสารก่อมะเร็งในอาหาร ได้แก่ เฮเทอโรไซคลิกเอมีน (heterocyclic amine) ซึ่งพบอยู่ในเนื้อระหว่างหุงต้ม หรือปิ้ง-ย่างจนไหม้เกรียม ไนโทรซามีน (nitrosamine) ซึ่งพบอยู่ในผลิตภัณฑ์เนื้อที่ใช้ไนไทรต์  เช่น แหนม นอกจากนี้ยังมียูรีเทน (urethane)  พบได้ในอาหารหมัก และอะการิทีน (agaritine) พบได้ในเห็ดบางชนิด เป็นต้น