L'accertamento (diagnosi) dell'avvelenamento da tallio è difficile perché spesso è mascherato da altri disturbi presenti nella persona potenzialmente esposta ed il metallo non è facilmente rilevabile con le analisi classiche. Per questo, e per la sua assenza di sapore, è stato indicato in passato come il veleno dell'avvelenatore, dato che non è facile identificarlo come causa di morte.