致死性合成是指与细胞正常代谢物结构相似的外来化合物，参与代谢过程，生成高毒性的、可导致细胞死亡的毒作用。是一种特殊类型的化学损害。如氟乙酸结构相似于乙酸，在体内代谢生成氟柠檬酸，能抑制顺乌头酸酶阻断三羧酸循环，产生毒性反应；又如某些抗代谢物（嘌呤或嘧啶同型物）掺入DNA。